JP2016085452A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に関する。 The present invention relates to a display device.
近年、高分子分散液晶(PDLC;Polymer Dispersed Liquid Crystal)を用いた表示装置あるいは照明装置が提案されている。このような表示装置あるいは照明装置では、PDLCに対して印加する電圧を制御し、透明状態と散乱状態を切り換えることができる。 In recent years, a display device or a lighting device using a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) has been proposed. In such a display device or illumination device, the voltage applied to the PDLC can be controlled to switch between the transparent state and the scattering state.
一般的なノーマルPDLCは、印加電圧をオフしているときに散乱状態となり、印加電圧をオンすると透明状態となる。また、印加電圧をオフしているときに透明状態となり、印加電圧をオンすると散乱状態となるリバースPDLCもある。 A typical normal PDLC is in a scattering state when the applied voltage is turned off, and is in a transparent state when the applied voltage is turned on. There is also a reverse PDLC that is in a transparent state when the applied voltage is turned off and in a scattering state when the applied voltage is turned on.
1つの側面では、本発明は、透明感の高い表示装置を提供することにある。 In one aspect, the present invention is to provide a display device with high transparency.
本発明の一態様は、離間して対向配置された一対の透明基板と、一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有するとともに、透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる複数の光変調素子を備える光変調層と、光変調層の側面から光変調層に所定の色の光を入射する光源と、を有し、光変調層は、電場が生じていないときは光源から入射した入射光を透過し、電場が生じているときは入射光を散乱して透明基板に射出する、表示装置である。 One embodiment of the present invention is generated by a pair of transparent substrates that are spaced apart from each other and a pair of transparent substrates that have a predetermined refractive index anisotropy and are provided on the transparent substrate. A light modulation layer including a plurality of light modulation elements having different responsiveness to an electric field; and a light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer. The display device transmits incident light from a light source when it is not generated, and scatters the incident light and emits it onto a transparent substrate when an electric field is generated.
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまでも一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本発明と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate changes while maintaining the gist of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, and the like of each part in comparison with actual aspects for the sake of clarity of explanation, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited.
In the present invention and each drawing, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with reference to the previous drawings, and the detailed description may be omitted as appropriate.
[第1の実施形態]
第1の実施形態の表示装置について図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。図1(A)は、第1の実施形態の表示装置の平面図である。図1(B)は、図1(A)のA1−A2矢視方向の断面図である。なお、図1(A)、(B)は表示装置を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状と同一とは限らない。
[First Embodiment]
A display device according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the display device according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view of the display device of the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view in the direction of arrows A1-A2 in FIG. 1A and 1B schematically show a display device, and are not necessarily the same as actual dimensions and shapes.
第1の実施形態の表示装置1は、図1(A)に示したように、透明基板2の外面は開放されており、観察者視点からは透明基板2の平面が視認される。また、透明基板2の平面の一辺に沿って、光源8が配置される。なお、透明基板2の平面の下層には、光変調層4の平面が形成されている。この光変調層4が形成する平面領域が表示領域になる。
As shown in FIG. 1A, in the
表示装置1の構成を説明する。図1(B)に示したように、透明基板2は、離間して配置される一対の透明基板2a,2bを備え、透明基板2aと透明基板2bとの間に光変調層4を有する。透明基板2a,2bの光変調層4側とは反対の外面は開放されている。また、光源8は、光変調層4の側面から光変調層4に光を入射する。
A configuration of the
ここで、光変調層4は、所定の屈折率異方性を有する第1光変調素子4aと第2光変調素子4bとを含む。第1光変調素子4aと第2光変調素子4bとは、透明基板2a,2bに設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる。例えば、電場に対する第2光変調素子4bの応答性は、電場に対する第1光変調素子4aの応答性よりも相対的に高くなっている。
Here, the light modulation layer 4 includes a first light modulation element 4a and a second light modulation element 4b having a predetermined refractive index anisotropy. The first light modulation element 4a and the second light modulation element 4b have different responsiveness to the electric field generated by the electrodes provided on the
このような光変調層4では、光変調層4に電場が生じていないときは、正面方向及び斜め方向を含むあらゆる方向において第1光変調素子4aと第2光変調素子4bとの屈折率差がほとんどない。このため、光変調層4の側面から入射する光源8の入射光は、そのまま透過され、透明基板2a,2b側には射出されない。また、透明基板2a、光変調層4、透明基板2bが重なる層を貫通する貫通方向の光も透過する。このように、光変調層4は、電場が生じていないときに高い透明性を有し、透明基板2aの平面を表面としたとき、観察者は、裏面となる透明基板2bに外部から入射した光を視認することができる。以下の説明では、光変調層4が入射光を透過する状態を「透明状態」という。なお、正面方向は透明基板2の平面を視認する方向を指し、斜め方向はそれ以外の方向を指すとする。
In such a light modulation layer 4, when no electric field is generated in the light modulation layer 4, the refractive index difference between the first light modulation element 4a and the second light modulation element 4b in all directions including the front direction and the oblique direction. There is almost no. For this reason, the incident light of the
一方、光変調層4に電場が生じているときは、第1光変調素子4aと第2光変調素子4bとの応答性の違いに応じた屈折率差があらゆる方向で大きくなる。このため、光源8からの入射光は、光変調層4内で散乱され、その散乱光は透明基板2a,2b側に射出される。したがって、観察者は、透明基板2aより射出された散乱光を視認することができる。以下の説明では、光変調層4が入射光を散乱する状態を「散乱状態」という。
On the other hand, when an electric field is generated in the light modulation layer 4, the refractive index difference corresponding to the difference in responsiveness between the first light modulation element 4a and the second light modulation element 4b increases in all directions. For this reason, incident light from the
上記の表示装置1によれば、光変調層4に電場を発生させる電極への電圧印加を制御し、光変調層4に生じる電場の発生と消失を切り換えることによって、光変調層4を透明状態と散乱状態とに切り換えることができる。
According to the
表示装置1では、光変調層4に電場が生じていない状態では、あらゆる方向において第1光変調素子4aと第2光変調素子4bとの屈折率差がほとんどないため、いずれの方向から見ても高い透明性を得ることができる。一般的なノーマルPDLCでは、正面方向では透明であっても斜め方向で原理的に散乱性を持つため、透明感が低かった。これに対し、表示装置1は、あらゆる方向において高い透明性を有する。なお、透明基板2a側を表面として説明したが、透明基板2bを表面としても同様である。
In the
また、表示装置1は、図1の鎖線で示したように表示領域を分割し、分割した領域ごとに透明状態と散乱状態とを切り換える構成とすることもできる。このように、分割した領域ごとに透明状態と散乱状態を制御することにより、画像を表示することができる。なお、図1の例では、表示領域をマトリクス状に分割した例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示領域を1つの電極で切り換える構成とすることもできるし、表示領域の一部の領域のみに電極を配置し、一部の領域のみで電場の発生と消失の切り換えを行う構成とすることもできる。
In addition, the
さらに、本発明の一実施形態として表示装置1について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示装置1から射出される光を照明として利用する照明装置としてもよい。また、表示装置1が常に表示を行う必要はない。例えば、通常状態では透明基板2を例えば、窓ガラスのような透明板として利用し、必要に応じて画像を表示するとしてもよい。表示装置1によれば、電極に電圧を印加していない状態において高い透明性を備えており、このような利用も可能である。
以下、実施の形態として説明する表示装置は、単なる狭義の表示装置ではなく、種々の態様に適用できるものである。
Furthermore, although the
Hereinafter, a display device described as an embodiment is not a display device in a narrow sense but can be applied to various modes.
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態の表示装置について説明する。まず、表示装置の構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a display device according to a second embodiment will be described. First, the configuration of the display device will be described.
(1)構成
図2は、第2の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。
図2に示した表示装置10は、表示パネル20と、パネル駆動回路30と、サイド光源40と、光源駆動回路50と、画像出力部60と、同期駆動部70と、を有する。表示装置10は、図1に示した表示装置1の一実施形態である。以下では、便宜的に、表示パネル20を正面方向から視認した場合における水平方向をX方向、垂直方向をY方向、奥行き方向をZ方向とし、必要に応じて説明に用いる。
(1) Configuration FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the display device according to the second embodiment.
The
表示パネル20は、図1に示したように、光変調層を挟んで離間する一対の透明基板を有する。光変調層側とは反対の外面は開放されており、観察者は、一対の透明基板の外面を通して光変調層から射出される光を視認することができる。なお、図2に示す表示パネル20は、光変調層を挟む透明基板平面を外側(透明基板が光変調層と接する面とは反対側)から視認される平面を示している。以下の説明では、この平面上で光変調層が光を射出して観察者に色を視認させることができる領域を表示領域とする。表示パネル20は、表示領域を分割した分割領域を表示単位として、表示単位ごとに表示制御が行われる。以下の説明では、この表示単位を表示セルCpqとする。図2の例では、表示セルCpqは2次元の行列状に配置されている。pは行方向の位置を示し、qは列方向の位置を示すとする。
As shown in FIG. 1, the
パネル駆動回路30は、表示セルCpqに対応する光変調層領域ごとに電場の発生と消失を生じる電極への電圧印加を制御する。パネル駆動回路30では、同期駆動部70から入力した駆動信号に基づいて、表示セルCpq単位に電極に電圧を印加して順次駆動し、表示セルCpqごとに光変調層領域の散乱状態と透明状態とを切り換える。
The
サイド光源40は、表示パネル20の側辺に沿って配置され、表示パネル20の光変調層に向けて所定の色の光を入射する。サイド光源40は、それぞれ異なる色を発光するとともに、独立して制御される複数の色光源を有する。例えば、第1原色を発光する第1色光源と、第2原色を発光する第2色光源と、第3原色を発光する第3色光源と、を有する。第2の実施形態では、第1原色を赤色、第2原色を緑色、第3原色を青色とする。なお、第1原色、第2原色、第3原色の代わりに、補色関係にある任意の色の光源を組み合わせて用いてもよい。また、単色を表示する装置であってもよい。
光源駆動回路50は、同期駆動部70からの駆動信号に基づいて、サイド光源40の各光源を個別に駆動する。
The side
The light
画像出力部60は、画像信号SRGBを同期駆動部70に出力する。画像信号SRGBには、表示パネル20の表示領域に対応する色情報が設定されている。画像信号SRGBは、例えば、表示セルCpqに対応し、赤色成分の信号値Rpq、緑色成分の信号値Gpq、青色成分の信号値Bpqを含む。以下の説明では、画像信号SRGBには、表示セルCpqごとに表示セルCpqの色情報が赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqによって設定されているとする。なお、画像信号SRGBは、表示セルCpqと1対1に対応していなくてもよい。
The
同期駆動部70は、画像信号SRGBを取得し、パネル駆動回路30と光源駆動回路50とを同期駆動する。具体的には、表示セルCpqに対するパネル駆動回路30による電極の駆動と、光源駆動回路50によるサイド光源40からの光入射とを同期させる。
The
各構成部の詳細について順次説明する。
まず、表示パネル20について説明する。図3は、第2の実施形態の表示パネルの構成を示した図である。図3(A)は、表示パネルの断面図である。図3(B)は、電圧無印加時の光変調層の状態の一例を表したものである。図3(C)は、電圧印加時の光変調層の状態の一例を表したものである。図3(B),(C)では、光変調層に含まれる光変調素子の屈折率異方性を、屈折率楕円体を用いて表している。この屈折率楕円体は、様々な方向から入射した直線偏光の屈折率をテンソル楕円体で表したものであり、光が入射する方向からの楕円体の断面を見ることによって、幾何的に屈折率を知ることができるものである。
Details of each component will be described sequentially.
First, the
表示パネル20は、図3(A)に示したように、離間されて配置された下側透明基板22及び上側透明基板23と、下側透明基板22の上側透明基板23と対向する面に設けられた下側電極31と、上側透明基板23の下側透明基板22と対向する面に設けられた上側電極32と、下側透明基板22と上側透明基板23との間に配置される光変調層80と、を有する。また、表示パネル20側面の光変調層80と対向する位置にサイド光源40が配置される。上側透明基板23及び下側透明基板22の光変調層80側と反対の外面は開放されており、観察者から視認可能となっている。
As shown in FIG. 3A, the
下側透明基板22及び上側透明基板23は、光変調層80を支持するものであり、一般に、可視光に対して透明な基板によって構成されている。そのような基板の材料としては、例えば、ガラス板や樹脂基板などが挙げられる。
The lower
下側電極31及び上側電極32は、電圧を印加することにより、下側電極31と上側電極32との間に電場を発生し、光変調層80に電場がかかる。また、下側電極31及び上側電極32は、ともに透明な材料で形成される。下側電極31及び上側電極32の形状は、駆動方式によって異なるが、いずれの駆動方式においても表示セルCpqを駆動単位として、表示セルCpqに対応する領域ごとに独立して電場を発生させることができる。下側電極31及び上側電極32の構成については後述する。
The lower electrode 31 and the
光変調層80は、2種類の光変調素子を含む層である。2種類の光変調素子は、屈折率異方性が同じで、電場に対する応答性が異なる。図3に示した表示パネル20では、液晶性モノマー81と、液晶性モノマー81内に分散された液晶分子82とを含んだ複合層となっている。ここで、液晶性モノマー81と液晶分子82とは、常光屈折率及び異常光屈折率は互いに等しい。なお、例えば、製造誤差などによる屈折率のずれは許容される。一方、電場に対する応答性は、液晶分子82の方が液晶性モノマー81よりも高い。液晶性モノマー81は、例えば、電場に対して応答しない筋状構造もしくは多孔質構造となっているか、または液晶分子82よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。液晶性モノマー81は第1光変調素子4aの一実施形態であり、液晶分子82は第2光変調素子4bの一実施形態である。なお、液晶性モノマー81は光または熱で硬化されることで重合化可能なモノマーであることが好ましい。当該液晶性モノマー81を重合化させてポリマー化した場合、液晶分子82と液晶性ポリマー(高分子材料)は、常光屈折率及び異常光屈折率が互いに等しいまま硬化されることが好ましい。また、電場に対する応答性は、液晶分子82の方が液晶性ポリマーよりも高いことが好ましい。以下、液晶性モノマーについての記載は、当該液晶性モノマーを重合化した液晶性ポリマーについても該当する。また、本実施の形態の光変調層80は、当該高分子材料内に液晶分子82が分散された複合層、すなわち、高分子分散液晶(PDLC)に適用可能である。
The
例えば、図3(B)に示したように、下側電極31と上側電極32間に電圧が印加されておらず、光変調層80に電場が生じていない状態では、液晶性モノマー81aの光軸AX1と、液晶分子82aの光軸AX2の向きが互いに一致する(平行となる)構成となっている。なお、光軸AX1,AX2とは、偏光方向によらず屈折率が1つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。なお、このときの光軸AX1の向きと光軸AX2の向きとは、例えば、製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
For example, as shown in FIG. 3B, when no voltage is applied between the lower electrode 31 and the
一方、図3(C)に示したように、下側電極31と上側電極32間に電圧が印加され、光変調層80に電場が生じている状態では、液晶性モノマー81bの光軸AX1の方向と、液晶分子82bの光軸AX2の方向とが交差する構成となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 3C, when a voltage is applied between the lower electrode 31 and the
このような光変調層80の作用について説明する。図4は、第2の実施形態の光変調層の作用を説明する模式図である。図4(A)は電圧無印加における光変調層の作用を、図4(B)は電圧印加における光変調層の作用を示した模式図である。
The operation of such a
図4(A)電圧無印加の状態では、上側電極32と下側電極31との間に電圧は印加されておらず、光変調層80に電場が生じていない。この状態では、図3(B)に示したように、液晶性モノマー81aの光軸AX1と、液晶分子82aの光軸AX2の向きが互いに一致し、正面方向及び斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差がほとんどない。このため、例えば、鎖線で示した側面から入射するサイド光源40の入射光L11,L12,L13は、光変調層80内で散乱されることなく光変調層80を透過する。なお、サイド光源40から下側透明基板22または上側透明基板23側に向かった光は全反射され、外部に射出されることはない。また、一点鎖線で示した下側透明基板22の外側から下側透明基板22、光変調層80、上側透明基板23を貫通する貫通方向に入射した光L21,L22についても光変調層80内で散乱されることなく光変調層80を透過し、上側透明基板23から射出される。このように、下側電極31と上側電極32間に電圧が印加されていないとき、光変調層80は高い透明性を有する。
In the state where no voltage is applied in FIG. 4A, no voltage is applied between the
一方、図4(B)電圧印加の状態では、上側電極32と下側電極31との間に電圧が印加され、光変調層80に電場が生じている。この状態では、図3(C)に示したように、液晶性モノマー81bの光軸AX1の方向と、液晶分子82bの光軸AX2の方向とが交差し、正面方向及び斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなるため、高い散乱性が得られる。例えば、側面から入射するサイド光源40の入射光L11,L12,L13は、光変調層80内で散乱され、この散乱光L31,L32が上側透明基板23から射出される。これにより、図4(B)の上側方向から上側透明基板23を観察したとき、散乱光L31,L32を視認することができる。なお、図4(B)の下側方向から下側透明基板22を観察した場合も同様である。
On the other hand, in the state of voltage application in FIG. 4B, a voltage is applied between the
このような構成の表示装置10では、上側透明基板23または下側透明基板22を正面から見ると、電圧無印加の状態では貫通方向を透過した光が視認される。一方、電圧印加状態では光変調層80において散乱されて射出されたサイド光源40からの入射光が視認される。
In the
次に、パネル駆動回路30について説明する。図5は、第2の実施形態のパネル駆動回路の構成を示した図である。
パネル駆動回路30は、帯状の複数の下側電極31と、複数の上側電極32とに接続し、下側電極31及び上側電極32を選択的に駆動することにより、表示セルCpqに対応する電場の発生と消失を制御する。
Next, the
The
下側電極31は、下側透明基板22に設けられた透明電極であり、下側透明基板22の面内の一方向に延在する帯状の形状を有する。上側電極32は、上側透明基板23に設けられた透明電極であり、面内の一方向であって、下側電極31の延在方向と交差する方向に延在する帯状の形状を有する。この下側電極31と上側電極32とが交差する部分が表示セルCpqに対応する領域となる。なお下側電極31の延在方向と上側電極32の延在方向とは直交してもよい。
The lower electrode 31 is a transparent electrode provided on the lower
パネル駆動回路30は、複数の下側電極31と、複数の上側電極32とを順次駆動する単純マトリクス駆動制御を行う。単純マトリクス駆動とすることにより、表示パネル20の平面内に配線などを設ける必要がなく、より高い透明性を得ることができる。
The
なお、一方の電極をベタ膜で形成し(すなわち、成膜後成形せず)、他方の電極を微小な方形状として各電極をアクティブマトリクス駆動することも可能である。また、光変調層80を表示セルCpq単位で駆動する駆動形式については、種々の形式が知られており、表示装置10の用途等に合わせ、このような駆動形式を適宜用いてパネル駆動回路30を構成することができる。
It is also possible to form one electrode with a solid film (that is, do not form after film formation) and to drive each of the electrodes in an active matrix with the other electrode having a small square shape. Various driving formats for driving the
次に、サイド光源40について説明する。図6は、第2の実施形態のサイド光源の構成を示した図である。
サイド光源40は、表示パネル20の表示領域の一方向に沿って光源ユニット41,42,43,44,45,46が順次配列される構成を有し、各光源を駆動する光源駆動回路50に接続する。
Next, the side
The side
光源ユニット41は、それぞれ赤色を発光する赤色光源41R、緑色を発光する緑色光源41G、青色を発光する青色光源41Bを有する。赤色光源41R、緑色光源41G、青色光源41Bは、それぞれ光源駆動回路50に接続し、独立して駆動させることができる。他の光源ユニット42,43,44,45,46も同様の構成を有する。なお、特に光源ユニットを指定して説明する場合を除き、光源ユニットを構成する各色の光源は、赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBと表す。
The
光源駆動回路50は、同期駆動部70からの駆動信号に基づいて、赤色光源4nR、緑色光源4nG及び青色光源4nBをそれぞれ駆動する。例えば、光源ユニット41の赤色光源41Rを点灯することにより、表示パネル20の左端に並ぶ表示セル列に対応する光変調層80の領域には、赤色の光が入射される。緑色光源41G、青色光源41Bについても同様に、それぞれの色の光が入射される。光源駆動回路50は、パネル駆動回路30と同期して各色の入射光を光変調層80内に順次射出し、表示セルCpq単位で所望の色を表示させることができる。また、赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBをそれぞれ単色で点灯するばかりでなく、複数色を同時に点灯するとしてもよい。例えば、赤色光源4nRと青色光源4nBを同時に点灯すれば、マゼンダ色の光を表示パネル20に入射することができる。同様に、赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBを全て点灯し、白色光が入射されるとしてもよい。また、例えば、単色表示を行うような場合等には、各光源の点灯時間、発光強度を組み合わせて所望の色の光を形成し、これを光変調層80に入射するようにしてもよい。
The light
なお、図6の例では、1つの表示セル列に対し、光源ユニットが1つ配置されているが、1つの表示セル列に対して複数の光源ユニットが配置される構成としてもよい。また、赤色光源4nR、緑色光源4nG及び青色光源4nBは、サイド光源40の延在方向に配列されているが、例えば、サイド光源40の延在方向に対して垂直方向に配列されていてもよい。表示セル列に3原色の光をそれぞれ入射可能であれば、各光源の配列形式は問わない。
In the example of FIG. 6, one light source unit is arranged for one display cell column, but a plurality of light source units may be arranged for one display cell column. Moreover, although the red light source 4nR, the green light source 4nG, and the blue light source 4nB are arranged in the extending direction of the side
次に、ハードウェア構成について説明する。図7は、第2の実施形態の表示装置のハードウェア構成を示した図である。
表示装置10は、制御部90によって装置全体が制御されている。制御部90は、CPU(Central Processing Unit)91を有し、CPU91には、バス96を介してRAM(Random Access Memory)92及びROM(Read Only Memory)93と複数の周辺機器が接続されている。
Next, a hardware configuration will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a hardware configuration of the display device according to the second embodiment.
The
CPU91は、制御部90の処理機能を実現するプロセッサである。
RAM92は、制御部90の主記憶装置として使用される。RAM92には、CPU91に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM92には、CPU91による処理に必要な各種データが格納される。
The
The
ROM93は、読出し専用の半導体記憶装置で、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、及び書き替えをしない固定データが格納される。また、ROM93の代わり、あるいはROM93に加えて、二次記憶装置としてフラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
The
バス96に接続されている周辺機器としては、パネル駆動回路30、光源駆動回路50、入力インタフェース94及び通信インタフェース95がある。
パネル駆動回路30には、表示パネル20が接続されている。
光源駆動回路50には、サイド光源40が接続されている。
Peripheral devices connected to the
A
A
入力インタフェース94には、利用者の指示を入力する入力装置や、他装置から画像信号を取得するインタフェースが接続される。入力インタフェース94は、入力装置や他装置から送られてくる信号をCPU91に送信する。
通信インタフェース95は、ネットワーク98に接続されている。通信インタフェース95は、ネットワーク98を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
The
The
以上のようなハードウェア構成によって、本実施形態の処理機能を実現することができる。上記構成は一例であり、構成は適宜変更される。
なお、図2に示した画像出力部60及び同期駆動部70は、制御部90によってその処理機能を実現する。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of this embodiment can be realized. The above configuration is an example, and the configuration is changed as appropriate.
Note that the processing functions of the
次に、表示装置10が備える機能構成について説明する。図8は、第2の実施形態の表示装置の機能構成を示したブロック図である。
表示装置10は、画像出力部60から入力する画像信号SRGBに基づいて、パネル駆動回路30と光源駆動回路50とを同期駆動する同期駆動部70を有する。同期駆動部70は、同期信号STMを生成するタイミング生成部71と、表示セル駆動信号生成部72と、光源駆動信号生成部73と、を有する。
Next, a functional configuration included in the
The
同期駆動部70の各部の処理について説明する。
タイミング生成部71は、パネル駆動回路30と、光源駆動回路50との動作タイミングを同期させるための同期信号STMを生成する。生成した同期信号STMは、パネル駆動回路30と、光源駆動回路50と、に出力する。
Processing of each part of the
The
表示セル駆動信号生成部72は、画像信号SRGBに基づき、表示セルCpqに対応する電極を駆動する表示セル駆動信号SCELを生成し、同期信号STMとともにパネル駆動回路30に出力する。表示セル駆動信号SCELには、画像信号SRGBに含まれる赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqに対応する各駆動値が設定される。
The display cell drive signal generator 72 generates a display cell drive signal SCEL for driving the electrode corresponding to the display cell Cpq based on the image signal SRGB, and outputs it to the
光源駆動信号生成部73は、画像信号SRGBに基づき、表示セルCpqに対応する赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBを駆動する光源駆動信号LRGBを生成し、光源駆動回路50に出力する。
The light source drive
パネル駆動回路30と、光源駆動回路50とは、同期信号STMによって同期駆動する。例えば、光源駆動回路50が光源駆動信号LRGBに基づいて赤色光源4nRを点灯するのに同期して、パネル駆動回路30が表示セル駆動信号SCELの対象表示セルCpqの赤色成分Rpqに応じた電圧を対象表示セルCpqの電極に印加する。これにより、光源駆動回路50によって入射された赤色光源4nRの輝度と、パネル駆動回路30が電極に印加した電圧に応じた赤色の散乱光が対象表示セルCpqから射出される。他の色についても同様である。
The
このようにパネル駆動回路30と光源駆動回路50とが同期駆動することによって、表示セルCpqに画像信号SRGBの赤色成分Rpq、緑色成分Gpq及び青色成分Bpqの表示が再現される。
なお、同期駆動部70では、各色成分を再現するため、画像信号SRGBに基づいて、赤色光源4nR、緑色光源4nG及び青色光源4nBの発光時間あるいは発光強度(輝度)と、電極に対する電圧印加時間あるいは電圧の大きさと、を適宜決定する。
As described above, the
In the
(2)表示機能
次に、上記の構成を有する表示装置10の機能処理について図9を用いて説明する。
図9は、第2の実施形態の同期駆動制御の一例を説明する図である。なお、図9では、同期駆動部70は省略している。
(2) Display Function Next, function processing of the
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of synchronous drive control according to the second embodiment. In FIG. 9, the
パネル駆動回路30は、表示セルCpqに対応する光変調層80に電場を発生させる電極に順次電圧を印加する単純マトリクス制御を行う。パネル駆動回路30は、表示パネル20に画像信号SRGBに基づく画像を表示する1画像表示フレームにおいて、1つの表示セルCpqに対し、サイド光源40がそれぞれ赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBを点灯しているときの計3回、電極に電圧を印加する制御を行う。これにより、1つの表示セルCpqについて画像信号SRGBに基づく赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqの光が光変調層80より順次射出され、観察者は画像信号SRGBに対応する色を視認することができる。なお、画像信号SRGBのすべての色成分が0の場合、表示セルCpqに対応する電極は駆動されず、観察者は表示セルCpqの透明状態を視認する。
The
例えば、図9に示したように、同期信号STMと光源駆動信号LRGBを入力した光源駆動回路50によって、サイド光源40の光源ユニット45は、緑色光源45Gを点灯しているとする。これにより、表示セルC25に対応する光変調層領域には、緑色光源45Gの光源入射光L14が入射される。パネル駆動回路30は、同期信号STMに基づいて、表示セルC25の光変調層領域に光源入射光L14が入射されているときに、表示セルC25に対応する電極に電圧を印加する。印加する電圧の大きさまたは印加時間は、表示セル駆動信号生成部72によって、光源入射光L14の光強度と、表示セルC25の緑色成分G25に応じて決められている。対応する電極に電圧が印加されることにより、表示セルC25に対応する光変調層領域は散乱状態となり、光源入射光L14の散乱光L31が射出され、観察者は緑色を視認することができる。他の表示セルCpqについても同様の処理が行われる。さらに、全表示セルCpqに対し、赤色成分Rpq及び青色成分Bpqについて同様の処理が行われ、1画像表示フレーム周期は終了する。
For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that the
このように、同期駆動部70によって、パネル駆動回路30における電極への電圧印加と、光源駆動回路50によるサイド光源40の駆動とが色成分ごとに同期して行われ、表示セルCpqに画像信号SRGBに基づく色が表示される。
In this way, the voltage application to the electrodes in the
上記の説明では、画像信号SRGBに含まれる色成分を赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqとし、対応する赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBの点灯と、電極の駆動とを同期するとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、色成分をシアン、マゼンダ、黄とし、それぞれの駆動期間には緑色光源4nGと青色光源4nB、赤色光源4nRと青色光源4nB、赤色光源4nRと緑色光源4nGを点灯するとしてもよい。その他、サイド光源40に設ける色光源の色、駆動時に点灯する色の組み合わせ等は、所望の表示に合わせて適宜選択することができる。
In the above description, the color components included in the image signal SRGB are the red component Rpq, the green component Gpq, and the blue component Bpq, and the lighting of the corresponding red light source 4nR, green light source 4nG, and blue light source 4nB is synchronized with the driving of the electrodes. However, the present invention is not limited to this. For example, the color components may be cyan, magenta, and yellow, and the green light source 4nG and the blue light source 4nB, the red light source 4nR and the blue light source 4nB, and the red light source 4nR and the green light source 4nG may be turned on during each drive period. In addition, a color light source provided in the side
また、パネル駆動回路30による電極への電圧印加と、光源駆動回路50によるサイド光源40の駆動と、を同期させて駆動する構成と駆動方法とは適宜決定される。以下では、その一例としてフィールドシーケンシャル制御とラインシーケンシャル制御について説明する。以下の説明では、所定の順番にしたがって表示セルCpqに対応する電極に順次電圧を印加する処理をスキャンという。
In addition, a configuration and a driving method for driving in synchronization with voltage application to the electrodes by the
フィールドシーケンシャル制御とは、サイド光源40の色の切り換えを表示領域(フィールド)単位で制御し、これに同期させて表示セルCpqのスキャンを行う制御である。一方、ラインシーケンシャル制御とは、サイド光源40の点灯色の切り換えをサイド光源40の列または複数列からなるブロック単位で制御し、これに同期させて表示セルCpqのスキャンを行う制御である。
The field sequential control is a control for controlling the color switching of the side
まず、フィールドシーケンシャル制御について説明する。図10は、第2の実施形態のフィールドシーケンシャル制御の動作タイミングを示した図である。図10のRpq,Gpq,Bpqは、それぞれ対応する表示セルCpqが赤色(R)、緑色(G)、青色(B)を表示していることを示す。同様に、光源ユニットに対応するR,G,Bは、各光源ユニットがそれぞれ赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBを点灯していることを示す。 First, field sequential control will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating the operation timing of the field sequential control according to the second embodiment. Rpq, Gpq, and Bpq in FIG. 10 indicate that the corresponding display cells Cpq display red (R), green (G), and blue (B), respectively. Similarly, R, G, and B corresponding to the light source units indicate that each light source unit lights the red light source 4nR, the green light source 4nG, and the blue light source 4nB, respectively.
フィールドシーケンシャル制御では、図10に示したように、サイド光源40の同じ色光源を一斉に点灯し、表示領域の全表示セルCpqのスキャンを行い、スキャン終了後にサイド光源40の点灯色を一斉に切り換える手順を繰り返す。
In the field sequential control, as shown in FIG. 10, the same color light sources of the side
図10の例では、パネル駆動回路30は、表示セルC11−C19の駆動ライン、表示セルC21−C29の駆動ライン、・・・、表示セルC51−C59の駆動ラインという順に行ごとに表示セルCpqをスキャンしていく。図9に示した表示パネル20のY方向に入射するサイド光源40の光入射方向と、X方向である表示セルCpqのスキャン方向とが異なる。
In the example of FIG. 10, the
フィールドシーケンシャル制御では、フィールド単位でサイド光源40の点灯色の切り換えを行うため、図10の例では、1回目のスキャンでは、最初の表示セルC11から最後の表示セルC59が駆動されるまでの期間、光源ユニット41−49は、すべて赤色光源41R−49Rを点灯している。パネル駆動回路30は、表示セル駆動信号生成部72から取得した表示セル駆動信号SCELに基づいて、表示セルCpqに対応する電極を順次駆動する。これにより、各表示セルCpqは、画像信号SRGBの赤色成分Rpqを表示する。
In the field sequential control, the lighting color of the side
赤色の最後の表示セルC59のスキャンが終了したタイミングに同期して、光源駆動回路50は、光源ユニット41−49について、点灯する光源を、赤色光源41R−49Rから緑色光源41G−49Gに切り換える。2回目のスキャンでは、光源ユニット41−49はすべて緑色光源40Gを点灯しており、パネル駆動回路30は、表示セル駆動信号SCELに基づいて、表示セルCpqに対応する電極を順次駆動する。これにより、各表示セルCpqは、画像信号SRGBの緑色成分Gpqを表示する。
In synchronization with the timing when the scanning of the last red display cell C59 is completed, the light
緑色の最後の表示セルC59のスキャンが終了したタイミングに同期して、光源駆動回路50は、光源ユニット41−49の点灯光源を、緑色光源41G−49Gから青色光源41B−49Bに切り換える。3回目のスキャンでは、光源ユニット41−49は、すべて青色光源41B−49Bを点灯しており、パネル駆動回路30のスキャンにより、表示セルCpqは画像信号SRGBの青色成分Bpqを表示する。
The light
こうして、赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqが順次表示され、表示パネル20に画像信号SRGBに基づく画像が表示される。なお、図10では、表示セルCpqをX方向にスキャンするとしたが、Y方向にスキャンするとしてもよい。また、入射する色の順番は、上記の順番と異なっていてもよい。
Thus, the red component Rpq, the green component Gpq, and the blue component Bpq are sequentially displayed, and an image based on the image signal SRGB is displayed on the
次に、ラインシーケンシャル制御について説明する。図11は、第2の実施形態のラインシーケンシャル制御の動作タイミングを示した図である。図11に示す記号は、図10と同様である。 Next, line sequential control will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating the operation timing of the line sequential control according to the second embodiment. The symbols shown in FIG. 11 are the same as those in FIG.
図11に示した例では、光源駆動回路50は、光源ユニット41,42,43,44,45,46,47,48,49の順に各色の光源を駆動する。パネル駆動回路30は、各色の光源に対応し、光源からの光が光変調層80内を進む入射方向に沿って並ぶ表示セルCpqの一群を単位としてスキャンを行う。具体的には、パネル駆動回路30は、光源ユニット41に対応する表示セルC11−C51の駆動ライン、光源ユニット42に対応する表示セルC12−C52の駆動ライン、・・・、光源ユニット49に対応する表示セルC19−C59の駆動ラインという順に列ごとに表示セルCpqをスキャンしていく。このように、図11に示した制御では、図9に示した表示パネル20のY方向に入射するサイド光源40の光入射方向と、表示セルCpqのスキャン方向(Y方向)とが同じになる。
In the example shown in FIG. 11, the light
図11の例では、1回目のスキャンでは、光源駆動回路50は、光源ユニット41について赤色光源41Rを点灯する。パネル駆動回路30は、対応する1列目の表示セルC11−C51をスキャンし、赤色成分R11−R51を表示する。続いて、光源駆動回路50は、隣接する光源ユニット42の赤色光源42Rを点灯し、パネル駆動回路30は、対応する2列目の表示セルC12−C52をスキャンし、赤色成分R12−R52を表示する。以下、列ごとに同様の処理を繰り返し、光源駆動回路50は、光源ユニット49の赤色光源49Rを駆動する。パネル駆動回路30は、対応する9列目の表示セルC19−C59をスキャンし、赤色成分R19−R59を表示する。
In the example of FIG. 11, the light
2回目のスキャンでは、光源ユニット41の点灯光源を赤色光源41Rから緑色光源41Gに切り換える。パネル駆動回路30は、対応する1列目の表示セルC11−C51をスキャンし、緑色成分G11−G51を表示する。以下、列ごとに同様の処理を繰り返し、緑色成分G19−G59を表示する。
In the second scan, the lighting source of the
3回目のスキャンでは、光源駆動回路50は、光源ユニット41の点灯光源を緑色光源41Gから青色光源41Bに切り換える。パネル駆動回路30は、対応する1列目の表示セルC11−C51をスキャンし、青色成分B11−B51を表示する。以下、列ごとに同様の処理を繰り返し、青色成分B19−B59を表示する。
In the third scan, the light
こうして、赤色成分Rpq、緑色成分Gpq、青色成分Bpqが順次表示され、表示パネル20に画像信号SRGBに基づく画像が表示される。なお、図11では、サイド光源40を光源ユニット単位で制御するとしたが、光源ユニットをいくつかまとめたブロック単位でこの処理を行うとしてもよい。
Thus, the red component Rpq, the green component Gpq, and the blue component Bpq are sequentially displayed, and an image based on the image signal SRGB is displayed on the
また、図11に示した例では、例えば、光源ユニット41の赤色(R)光源を点灯し、表示セルC11−C51のスキャンを行った後の期間、光源ユニット41は赤色(R)光源の点灯状態を保持しているが、これを消灯させるとしてもよい。光源ユニット41から赤色(R)光源の入射光が必要となるのは、対応する表示セルC11−C51のスキャンが行われる期間であるので、この間だけ点灯するように制御してもよい。他の色、他の表示セルCpqについても同様である。
このように制御を行うことで、サイド光源40の消費電力を低減することができる。
In the example illustrated in FIG. 11, for example, the
By performing control in this way, the power consumption of the side
また、フィールドシーケンシャル制御やラインシーケンシャル制御の他、例えば、単純マトリクス型の液晶パネルで知られている複数の走査電極を同時選択するマルチライン駆動法(Multi Line Selection)を用いるとしてもよい。 In addition to field sequential control and line sequential control, for example, a multiline driving method (Multiline Selection) for simultaneously selecting a plurality of scanning electrodes known in a simple matrix type liquid crystal panel may be used.
上記のように、表示装置10では、同期駆動部70によってパネル駆動回路30による表示セルCpqのスキャンと、光源駆動回路50によるサイド光源40の各色の切り換えと、が同期して行われる。これにより、表示セルCpqに対応する光変調層80にサイド光源40から入射した入射光は、電極に電圧が印加されているときはその電圧の大きさに応じて散乱し、電圧が印加されないときは透過する。すなわち、表示装置10は、電極に電圧が印加されない表示セルCpqは透明状態で、電極に電圧が印加された表示セルCpqは散乱状態で視認される。特に、第2の実施形態の表示装置10は、電極に電圧を印加しない状態において、光変調層80に含まれる液晶性モノマー81と液晶分子82とに屈折率の差がほとんどなく、高い透明性を得ることができる。
As described above, in the
このような表示装置10は、電極に電圧を印加していない状態において高い透明性を得ることができることから、従来のノーマルPDLCでは利用が難しかった分野に適用することができる。例えば、表示パネル20の全体の表示セルCpqの電極をオフしている状態を通常時としたとき、通常時には透明状態で、表示が必要になったときに画像信号SRGBに基づいて表示パネル20に画像を表示するといった利用が可能である。通常時の透明状態では、背面に配置したものが観察者に視認できることから、鏡や黒板等を配置しておくとしてもよい。通常状態では、観察者は鏡や黒板を視認して利用できるが、必要なときは鏡や黒板上に重ねて情報を表示することができる。
Since such a
(3)変形例
次に、第2の実施形態の変形例について説明する。
図11に示したラインシーケンシャル制御では、光変調層80内に複数の色の光源が同時に入射される。例えば、光源をLED(Light Emitting Diode)とした場合、比較的指向性の高い光が入射されるが、隣接する光源ユニット間で色が異なる色の境界では、入射光の色が混じってしまう恐れがある。クリアな表示のためには、入射光の混色を防止することが好ましい。
(3) Modification Next, a modification of the second embodiment will be described.
In the line sequential control shown in FIG. 11, light sources of a plurality of colors are simultaneously incident on the
そこで、同期駆動部70は、入射光の混色が生じないようにパネル駆動回路30と光源駆動回路50の駆動を制御する。具体的には、同期駆動部70は、駆動対象の表示セルCpqの列に隣接する表示セルCpqの列には、同じ色の色光源の光が入射される状態か、光が入射されない状態となるように駆動制御を行う。
Therefore, the
例えば、表示セルCpqをサイド光源40の光入射方向に平行にサブブロックを分割し、インターレース駆動を行う。なお、サブブロック内では、入射光の色は同じにする。例えば、図9に示した表示セルCpqをサブブロックおきに交互にスキャンし、対象でないサブブロックの表示セルCpqに対応する光源ユニットは消灯しておく。これにより、駆動されるサブブロックの表示セルCpqに入射する入射光は混色することがない。
For example, the display cell Cpq is divided into sub-blocks parallel to the light incident direction of the side
また、各光源ユニットにおいて光源の色を切り換える際に、光源の非点灯期間を設けるとしてもよい。例えば、図11に示した光源ユニット42の点灯光源を赤色光源42Rから緑色光源42Gに切り換える前の表示セルC11−C51のスキャンが行われている期間に非点灯時間を設ける。表示セルC11−C51のスキャン期間において、隣接する光源ユニット42は非点灯であるため、表示セルC11−C51に入射する光は混色することがない。なお、次列の表示セルC12−C52のスキャン期間では、隣接する光源ユニット41側は点灯しているが、光源ユニット42と同じ色の光源を点灯しているので、混色は発生しない。もう一方に隣接する光源ユニット43は、消灯しており、表示セルC12−C52のスキャンに影響はない。
Further, when switching the color of the light source in each light source unit, a non-lighting period of the light source may be provided. For example, the non-lighting time is provided in the period during which the display cells C11 to C51 are scanned before the lighting light source of the
このように、同期駆動部70の制御によって入射光の混色を防止することができる。また、例えば、物理的に光の直進性を高め、隣接する光が混色しないようにする構成を備えることもできる。このような構成について図12、13を用いて説明する。
In this way, mixing of incident light can be prevented by controlling the
図12は、第2の実施形態において入射光の直進性を高める構成の一例を示した図である。図12は、入射光の直進性を高めるため、サイド光源40と表示パネル20との間に光変調層80に入射するサイド光源40の射出光の拡散を防止する入射光拡散防止部を備える構成である。入射光拡散防止部の一例として、高アスペクトパターン401あるいはレンズ402を配置する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a configuration that improves the straightness of incident light in the second embodiment. FIG. 12 shows a configuration that includes an incident light diffusion prevention unit that prevents diffusion of light emitted from the side
高アスペクトパターン401は、レジストパターンのアスペクト比を高くし、例えば、格子状あるいはハニカム状に光の通路を設けた形状を備える。図12に示した高アスペクトパターン401aは、格子状を有する高アスペクトパターン401の一例を示した斜視図である。サイド光源40と表示パネル20との間の入射光の通路に配置された高アスペクトパターン401を通過することにより、入射光の拡がりを抑える。
The
レンズ402は、サイド光源40からレンズ402に入射した入射光を収束させる働きを有し、収束させた入射光を光変調層80に射出することによって、入射光の直進性を高める。
The lens 402 has a function of converging incident light incident on the lens 402 from the side
図13は、第2の実施形態において入射光の直進性を高める構成の他の例を示した図である。図12に示した構成では、サイド光源40と表示パネル20との間に入射光拡散防止部を設けたが、図13では光変調層80内における入射光の拡がりを防ぐ層内光拡散防止部を設ける。図13では、下側透明基板22と上側透明基板23との間の光変調層80は省略している。
FIG. 13 is a diagram showing another example of a configuration that improves the straightness of incident light in the second embodiment. In the configuration shown in FIG. 12, the incident light diffusion prevention unit is provided between the side
光変調層80内に入射した光の直進性を高めるため、入射光が進む方向に沿って層内光拡散防止部を下側透明基板22と上側透明基板23とに設ける。図13の例では、表示パネル20の下側透明基板22の光変調層80側に導光パターン24を設ける。また、上側透明基板23の光変調層80とは反対側にシリンドリカルパターン25を設ける。なお、導光パターン24と、シリンドリカルパターン25とは、ともに設けるとしてもよいし、一方のみを設けるとしてもよい。
In order to improve the rectilinearity of the light incident on the
導光パターン24は、隣接する表示セルCpqの間、例えば、隣接する表示セルCpqに対応する帯状電極と帯状電極との間に設けられる。導光パターン24側に拡がった光は導光パターン24によって反射され、中心側に戻される。これにより、光変調層80内に入った入射光は、導光パターン24によって設けられた通路内を直進することができる。
The light guide pattern 24 is provided between the adjacent display cells Cpq, for example, between the strip electrodes corresponding to the adjacent display cells Cpq. The light spread to the light guide pattern 24 side is reflected by the light guide pattern 24 and returned to the center side. Thereby, the incident light that has entered the
シリンドリカルパターン25は、シリンドリカルレンズを上側透明基板23にパターンとして形成したものであり、入射光をシリンドリカルパターン25の延在方向の直線上に集光する働きを有する。これにより、光変調層80内に入った入射光の拡がりを抑え、直進性を高めることができる。
The cylindrical pattern 25 is formed by forming a cylindrical lens as a pattern on the upper
また、サイド光源40の光源として、直進性の高いレーザー光を用いるとしてもよい。
このように物理的に入射光の直進性を高めることによっても、混色のないクリアな画像を得られる。
Further, as the light source of the side
Thus, a clear image free from color mixture can also be obtained by physically increasing the straightness of incident light.
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態として、第2の実施形態の表示パネル20を複数枚重ねた構成について説明する。
上記の表示装置10は、表示パネル20が1枚の構成であったが、前述のように表示パネル20は高い透明性を有するため、複数枚の表示パネル20を重ねても観察者からは表示パネル20が1枚の構成と同様の表示を視認することができる。
[Third Embodiment]
Next, a configuration in which a plurality of
The
図14は、第3の実施形態の表示パネルを複数重ねた構成例を示した図である。図2に示した表示装置10と同様の構成は同じ番号を付し、説明は省略する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example in which a plurality of display panels according to the third embodiment are stacked. The same components as those of the
表示装置100は、画像出力部60と、同期駆動部170と、3層の表示パネル20R,20G,20Bと、表示パネル20R,20G,20Bに対応するパネル駆動回路30R,30G,30Bと、サイド光源40R,40G,40Bと、サイド光源40R,40G,40Bに対応する光源駆動回路50R,50G,50Bと、を有する。図14では、説明のため表示パネル20R,20G,20Bの位置をずらして記載しているが、それぞれの表示領域は重なっている。
The
表示パネル20R,20G,20Bと、パネル駆動回路30R,30G,30Bとは、図2に示した表示パネル20と、パネル駆動回路30と同様である。
The
サイド光源40R,40G,40Bは、図2に示したサイド光源40の光源ユニット41−49がそれぞれ、赤色光源4nR、緑色光源4nG、青色光源4nBを備えるのに対し、対象の表示パネル20R,20G,20Bに単色の光を入射する。サイド光源40Rは、赤色光源のみ、サイド光源40Gは緑色光源のみ、サイド光源40Bは青色光源のみで構成される。光源駆動回路50R,50G,50Bは、図2に示した光源駆動回路50と同様である。
The side light sources 40R, 40G, and 40B include the red light source 4nR, the green light source 4nG, and the blue light source 4nB, respectively, whereas the
このような構成によれば、表示パネル20Rは、サイド光源40Rからの入射光に応じて、表示パネル20Rの表示セルCpqに赤色成分Rpqを表示する。表示パネル20Gは、サイド光源40Gからの入射光に応じて、表示パネル20Gの表示セルCpqに緑色成分Gpqを表示する。そして、表示パネル20Bは、サイド光源40Bからの入射光に応じて、表示パネル20Bの表示セルCpqに青色成分Bpqを表示する。この表示パネル20R,20G,20Bが重なることにより、観察者は、画像信号SRGBに基づく表示を視認することができる。
According to such a configuration, the
なお、前述のように、表示セルCpqに対応する電極に電圧が印加されていない透明状態において、表示セルCpqは裏面から入射した光を射出することができる。例えば、表示パネル20Bから射出された光は、表示パネル20G及び表示パネル20Rに対応する表示セルCpqが透明状態であれば、観察者が視認することができる。
As described above, in a transparent state where no voltage is applied to the electrode corresponding to the display cell Cpq, the display cell Cpq can emit light incident from the back surface. For example, the light emitted from the
そこで、同期駆動部170は、それぞれの表示パネル20R,20G,20Bのスキャンラインがそれぞれ異なるようにパネル駆動回路30R,30G,30Bと、光源駆動回路50R,50G,50Bと、を制御する。同期駆動部170は、画像出力部60から入力する画像信号SRGBに基づき、同期信号STMと、表示セル駆動信号SCELと、光源駆動信号LRGBと、を生成する。表示セル駆動信号SCELと、光源駆動信号LRGBとは、色成分ごとに分離され、対応する色のパネル駆動回路30R,30B,30Gと、光源駆動回路50R,50G,50Bに出力される。パネル駆動回路30R,30B,30Gは、予めスキャンを開始するラインが異なるように決められており、同期駆動部170は、開始するラインに合わせて制御信号を調整する。
Therefore, the
例えば、パネル駆動回路30R,30G,30Bが、表示パネル20R,20G,20Bの行を選択し、行方向(水平方向)に順次表示セルCpqをスキャンしていく場合には、それぞれの開始行をずらす。パネル駆動回路30Rは1行目から、パネル駆動回路30Gは2行目から、パネル駆動回路30Bは3行目からスキャンを開始するとし、それぞれのパネル駆動回路30R,30G,30Bは同期してスキャンを行う。スキャンする行が表示パネル20R,20G,20Bでずれているため、例えば、下層の表示パネル20Gから射出された光は、対応する行の電極に電圧が印加されていない上層の表示パネル20Rを透過し、観察者によって視認される。同様に、下層の表示パネル20Bから射出された光は、上層の表示パネル20G,20Rを透過し、視認される。
For example, when the
このような構成によれば、1枚の表示パネル20当たりのサイド光源40に配列する各色光源の色数を減らすことができるので、表示パネル20が1枚である場合と比較し、表示セルCpqをより小さくできる。また、各パネル駆動回路30R,30G,30Bは、それぞれの色のスキャンを行うだけでよいので、1枚の表示パネル20で構成する場合と比較し、詳細な表示が可能となる。また、表示セルCpqの大きさが、表示パネル20が1枚の場合と同じであれば、より高速に画像を更新することが可能となる。
なお、上記の構成では、表示パネル20を3枚積層する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示パネル20を2枚積層し、一方を赤色表示用、他方を青色と緑色表示用とするとしてもよい。また、表示パネル20を4枚積層し、例えば、赤色、緑色、青色の表示用に加え、白色を表示する表示パネル20をさらに加えるとしてもよい。もちろん、サイド光源40が同じ色を射出する表示パネル20を複数枚積層するとしてもよい。
According to such a configuration, the number of colors of each color light source arranged in the side
In the above configuration, three
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、光源をサイド光源としたが、第4の実施形態は、光源を外部光源とした構成を備える。
図15は、第4の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。図2に示した表示装置10と同様の構成は同じ番号を付し、説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described.
Although the light source is a side light source in the second embodiment, the fourth embodiment has a configuration in which the light source is an external light source.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of a display device according to the fourth embodiment. The same components as those of the
表示装置200は、表示パネル20と、パネル駆動回路30と、画像出力部60と、外部光源240と、外部光源駆動部250と、同期駆動部270と、を有する。
表示パネル20と、パネル駆動回路30と、画像出力部60とは、図2に示した同じ番号の構成と同様である。
The
The
外部光源240は、赤色の光を射出する赤色外部光源240Rと、緑色の光を射出する緑色外部光源240Gと、青色の光を射出する青色外部光源240Bと、を有し、表示パネル20の外に配置され、表示パネル20に向けて各色の光を射出する。なお、サイド光源40と同様に、外部光源240の各色光源の色は任意である。また、外部光源240は、表示パネル20に光を入射できれば、どこに配置されていてもよい。
The external
外部光源駆動部250は、同期駆動部270から同期信号STMと、光源駆動信号LRGBを取得し、外部光源240を駆動する。
同期駆動部270は、画像出力部60から画像信号SRGBを取得し、パネル駆動回路30による表示セルCpqのスキャンタイミングと、外部光源駆動部250による外部光源240の駆動タイミングとを同期させる同期信号STMと、表示セル駆動信号SCELと、光源駆動信号LRGBとを生成する。同期信号STM、表示セル駆動信号SCEL及び光源駆動信号LRGBは、図8に示した信号と同様の信号が生成される。
The external light
The
このような構成の表示装置200において、例えば、フィールドシーケンシャル制御による表示について説明する。外部光源駆動部250は、パネル駆動回路30による表示パネル20の表示セルCpqのスキャンが一巡するごとに、外部光源240の出力光源を切り換える。外部光源駆動部250が赤色外部光源240Rを駆動するタイミングで、パネル駆動回路30は赤色成分Rpqに基づいて表示セルCpqをスキャンする。他の色についても同様である。外部光源240より入射した入射光は、表示セルCpqの電極に電圧が印加されているとき、表示セルCpqの光変調層領域で散乱されて、表示パネル20から射出される。表示セルCpqの電極に電圧が印加されていないときは、外部光源240の入射光は、光変調層80内を透過する。これにより、観察者は表示セルCpqの透明状態を視認できる。
In the
このように、光源がサイド光源40から外部光源240になっても、同期駆動部270は、サイド光源40の場合と同様にして、表示パネル20に画像を表示することができる。すなわち、同期駆動部270は、外部光源駆動部250と、パネル駆動回路30とを制御し、対象の表示セルCpqについて、外部光源240から光が入射するタイミングと、対応する電極に電圧を印加するタイミングとを同期させることにより、表示を行う。
As described above, even when the light source changes from the side
また、このようにサイド光源40と外部光源240とを同様に取り扱うことができるので、表示装置200では、サイド光源40と、外部光源240とを混在して配置することができる。例えば、サイド光源40として赤色光源4nRと、緑色光源4nGと、からなる光源ユニットを配置し、外部光源240として青色外部光源240Bを配置するとしてもよい。この場合、例えば、図10に示したフィールドシーケンシャル制御において、サイド光源40が青色光源4nBを点灯していた期間を青色外部光源240Bの点灯期間に置き換えることができる。
このように、サイド光源40のうちの1色を外部光源240に置き換えることによって、サイド光源40の配置間隔を細かくすることができ、より精細な表示が可能となる。例えば、図6に示したように、赤色光源41R、緑色光源41G、青色光源41Bの3つが表示セルCpqの配列方向に並んでいた場合、色光源を2つにすることにより、表示セルCpqのサイド光源40方向の幅を狭くすることができる。
Further, since the side
Thus, by replacing one color of the side
また、図14に示した複数枚の表示パネル20を積層する構成において、1または複数の表示パネル20への入射光を外部光源240で行うとするとしてもよい。
なお、サイド光源40から入射する光の色と、外部光源240として入射する光の色と、は任意に組み合わせすることができる。
Further, in the configuration in which a plurality of
The color of light incident from the side
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、入射光あるいは射出光を自然光としたが、第5の実施形態は、偏光光を利用した構成を備える。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described.
In the second embodiment, incident light or emitted light is natural light, but the fifth embodiment has a configuration using polarized light.
図16は、第5の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。図2に示した表示装置10と同様の構成は同じ番号を付し、説明は省略する。
表示装置300は、画像出力部60と、同期駆動部370と、表示パネル321,322と、パネル駆動回路331,332と、サイド光源(G)341と、サイド光源(R,B)342と、光源駆動回路351,352と、を有する。図16では、説明のため表示パネル321,322の位置をずらして記載しているが、それぞれの表示領域は重なっている。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the configuration of the display device according to the fifth embodiment. The same components as those of the
The
表示パネル321は、図3に示した表示パネル20と同様の構成を有し、パネル駆動回路331によって、表示セルCpqに対応する電極に色情報に応じた電圧が印加され、対応する光変調層領域に電場が生じる。また、光変調層80には、サイド光源(G)341からの光が入射する。図16の例では、サイド光源(G)341は、緑色の光を発光する緑色光源のみから構成される。図3に示した表示パネル20との違いは、表示パネル321は配向処理(例えばラビング処理や光配向処理)によって、図16に示した配向方向381に配向されていることである。
The
表示パネル322は、表示パネル321と同様の構成を有し、パネル駆動回路332によって、表示セルCpqに対応する電極が駆動され、対応する光変調層領域に電場が生じる。また、光変調層領域には、サイド光源(R,B)342からの光が入射する。なお、サイド光源(R,B)342は、赤色の赤色光源(R)と、青色の青色光源(B)とを有する。表示パネル321と同様に、表示パネル322は配向処理によって、図16に示した配向方向382に配向されている。
The
同期駆動部370は、画像出力部60から画像信号SRGBを取得し、パネル駆動回路331及び光源駆動回路351と、パネル駆動回路332及び光源駆動回路352と、を同期駆動する。なお、同期駆動部370は、対象の表示セルCpqにおいて、光源駆動回路351が対応する色の光を入射するタイミングと、パネル駆動回路331が対応する電極に電圧を印加するタイミングと、を同期させる。パネル駆動回路332と光源駆動回路352についても同様である。一方、表示パネル321と、表示パネル322とは、少なくとも1画像フレーム周期のタイミングがあっていればよい。図14に示した表示パネル20を積層した場合のように、表示パネル間で厳密にタイミングを合わせなくてもよい。詳細は後述する。
The
次に、表示パネル321,322の配向について説明する。
図16に示した例では、配向方向381,382は光変調層80の水平方向に配向されており、例えば、配向処理で配向されるとする。この場合、光変調層80の液晶性モノマー81は、配向方向に沿った筋構造の長手方向に配向される。この状態で電場がかかると、液晶分子82は、筋構造の長手方向に倒れやすくなり、全体として液晶分子82の傾斜方位が配向方向に揃う。
第5の実施形態の表示パネル321,322は、パネル駆動回路331,332が電極に電圧を印加し、光変調層領域に電場が生じたときに、光変調層領域内の液晶分子82の傾斜方位が揃う。これにより、光変調層領域からは、方向が揃った偏光光が射出される。図16の例では、積層される表示パネル321の配向方向381と、表示パネル322の配向方向382とが同じであり、表示パネル321と、表示パネル322のいずれからも、配向方向と同じ方向に偏光した光が射出される。
Next, the orientation of the
In the example shown in FIG. 16, the
In the
さらに、裏面側の表示パネル322から射出した光は、上層の表示パネル321に入射する。表示パネル321の光変調層80も同じ配向方向381に形成されており、裏面からの入射光が配向方向と同じ方向に偏光していれば、この入射光は光変調層80を透過することができる。透過は、光変調層80に電場が生じている場合にも有効である。
このように、偏光光を用いることによって、表示装置300は、表示パネル321,322を重ねても、表示パネル321側にいる観察者が、両方の表示パネル321,322から射出される光を視認することができる。
Further, the light emitted from the
In this manner, by using the polarized light, the
なお、上記の構成では、表示パネル321,322の配向を水平配向としたが、本発明はこれに限定されない。代表的な配向形態には、水平方向と垂直方向の2種類があるが、電極に電圧を印加した時の液晶分子の傾斜方位を揃えることができれば、どのような配向方法を用いてもよい。水平配向であれば、図16に示したように、表示パネル321と表示パネル322とに配向処理を施し、表示パネル321と、表示パネル322とで配向方向が同じになるように積層する。また、垂直配向であれば、例えば、プレチルト形成できる配向膜や、微細電極のフリンジ電界によって傾斜方位を制御するPVA(Patterned Vertical Alignment)や、樹脂テープパターンを形成するMVA(Multi-domain Vertical Alignment)等が知られている。
In the above configuration, the
以下、表示装置300の表示機能について説明する。
表示装置300では、サイド光源(R,B)342から表示パネル322の光変調層80に向けて側面から入射光が入射される。この入射光は、偏光のない自然光である。入射光が入射した表示セルCpqに対応する電極に電圧が印加され、表示セルCpqの光変調層領域に電場が生じると、入射光が散乱される。散乱光は、配向方向に沿った液晶性モノマー81の筋方向に偏光し、射出光として表示パネル322から射出される。
Hereinafter, the display function of the
In the
図17は、第5の実施形態の偏光光の射出量の一例を示した図である。
図17(A)筋方向と一致する偏光光の射出量は、表示パネル321,322から射出される液晶性モノマー81の筋方向、すなわち、配向方向と一致する方向に偏光した偏光光の射出量を示した図である。図17(A)は、射出光には、配向方向と一致する偏光方向の光の射出量が多いことを示している。
図17(B)筋方向と垂直な偏光光の射出量は、表示パネル321,322から射出される筋方向に垂直な方向に偏光した偏光光の射出量を示した図である。図17(B)は、射出光には、配向方向に垂直な偏光方向の光の射出量が少ないことを示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an emission amount of polarized light according to the fifth embodiment.
In FIG. 17A, the emission amount of polarized light coincident with the streak direction is the emission amount of polarized light polarized in the streak direction of the liquid crystalline monomer 81 emitted from the
FIG. 17B shows the emission amount of polarized light perpendicular to the streak direction, which shows the exit amount of polarized light polarized in a direction perpendicular to the streak direction emitted from the
このように、表示パネル321,322から射出される光は、配向方向に偏光している。なお、裏面側の表示パネル322から射出した光は、上層側の表示パネル321に入射する。このときの上層側の表示パネル321の動作について説明する。
Thus, the light emitted from the
図18は、第5の実施形態の裏面から入射した光の偏光方向による透過率と駆動電圧との関係の一例を示した図である。S偏光は、入射光の偏光方向と、液晶性モノマー81の筋方向(配向方向)とが一致する場合の透過率を示している。P偏光は、入射光の偏光方向と、液晶性モノマー81の筋方向とが直交する場合の透過率を示している。駆動電圧は、光変調層80に電場を形成する電極にかかる電圧である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the relationship between the transmittance according to the polarization direction of the light incident from the back surface of the fifth embodiment and the driving voltage. S-polarized light indicates the transmittance when the polarization direction of incident light matches the streak direction (alignment direction) of the liquid crystalline monomer 81. P-polarized light indicates the transmittance when the polarization direction of incident light and the streak direction of the liquid crystalline monomer 81 are orthogonal to each other. The drive voltage is a voltage applied to an electrode that forms an electric field in the
図18から明らかなように、駆動電圧が0付近であり、光変調層80に電場が生じていない状態では、偏光方向が配向方向と一致する入射光(S偏光)も、偏光方向が配向方向と直交する入射光(P偏光)も光変調層80を透過し、表示パネル321,322から射出される。電極に駆動電圧が印加され、光変調層80が散乱状態にあるときは、偏光方向が配向方向と直交する入射光(P偏光)は、光変調層80によって散乱され、ほとんど透過しない。一方、偏光方向が配向方向と一致する入射光(S偏光)は、光変調層80において散乱されず、光変調層80を透過する。
As is clear from FIG. 18, in the state where the driving voltage is near 0 and no electric field is generated in the
次に、このような構成を有する表示装置300における表示制御について説明する。図14に示した第3の実施形態の表示装置100では、積層した表示パネル20R,20G,20Bにおいて、下層の表示パネル20B,20Gの射出光を上層の表示パネル20Rで透過させるため、各表示パネル20R,20G,20Bのスキャンラインをずらす必要があったが、表示装置300ではその必要はない。
Next, display control in the
図19は、第5の実施形態の表示装置の表示制御の一例を示した図である。図19は、パネル駆動回路331,332と、光源駆動回路351,352を省略している。
表示装置300では、同期駆動部370によって、パネル駆動回路331及びサイド光源(G)341と、パネル駆動回路332及びサイド光源(R,B)342と、が同期駆動している。ここでは、上層の表示パネル321と、下層の表示パネル322のスキャンラインは同じであるとし、上下に重なるそれぞれの表示パネル321,322の表示セルCpqが同期して駆動される場合について説明する。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of display control of the display device according to the fifth embodiment. In FIG. 19, the
In the
一例として、最初に、表示パネル321の表示セルC27aと、表示セルC27aに重なる表示パネル322の表示セルC27bとが同期して駆動される場合について説明する。下層の表示パネル322の表示セルC27bには、画像信号SRGBの赤色成分R27に基づき、サイド光源(R,B)342から赤色光が入射するとともに、表示セルC27bに対応する電極に電圧が印加される。これにより、表示セルC27bの光変調層領域は、入射した赤色光を散乱し、赤色光Lr1を射出する。赤色光Lr1は、表示パネル322の配向方向382と同じ偏光方向(図19のX方向)に偏光している。この赤色光Lr1は、上層の表示パネル321の表示セルC27aに裏面から入射する。図19に示した例では、表示セルC27aに対応する電極には電圧が印加されておらず、入射した赤色光Lr1はそのまま表示セルC27aを透過する。こうして、下層の表示セルC27bの射出した赤色光Lr1は、観察者に視認される。
As an example, a case where the display cell C27a of the
次に、表示パネル321の表示セルC32aと、表示セルC32aに重なる表示パネル322の表示セルC32bとが同期して駆動される場合について説明する。下層の表示パネル322の表示セルC32bには、サイド光源(R,B)342から青色光が入射するとともに、表示セルC32bに対応する電極に電圧が印加される。表示セルC32bの光変調層領域は、入射した青色光を散乱し、青色光Lb1を射出する。青色光Lb1は、表示パネル322の配向方向382と同じ偏光方向(図19のX方向)に偏光している。この青色光Lb1は、上層の表示パネル321の表示セルC32aに裏面から入射する。図18に示したように、表示装置300の光変調層80は配向方向381と同じ方向に偏光する光を透過するので、表示セルC32aは青色光Lb1を透過する。さらに、図19に示した例では、表示セルC32aにはサイド光源(G)341から緑色光が入射されるとともに、表示セルC32aに対応する電極に電圧が印加される。表示セルC32aは、入射した緑色光を散乱し、緑色光Lg1を射出する。なお、緑色光Lg1も配向方向381と同じ偏光方向(図19のX方向)に偏光している。このように、表示セルC32aは、透過した表示パネル322の青色光Lb1と、サイド光源(G)341からの入射光を散乱した緑色光Lg1と、を射出する。こうして、青色光Lb1と緑色光Lg1とが観察者に視認される。
Next, a case where the display cell C32a of the
このように、表示装置300では、上層の表示パネル321は、裏面から入射した偏光方向が配向方向と一致する下層の表示パネル322からの光を透過するとともに、サイド光源(G)341から入射した光を散乱し、射出することができる。これにより、積層した表示パネル321,322により1つの画像信号SRGBの画像を表示することができる。各色の処理を複数の表示パネルで分担して行うことができるので、駆動できるライン数を増やすことができる。また、表示に奥行き感を出すこともできる。
As described above, in the
なお、図19には表示パネル321,322の2枚を積層する構成について示したが、表示パネル321,322と同様の構造を有する表示パネルをそれぞれの配向方向を揃えて配置すれば、積層する表示パネルの枚数は何枚であってもよい。図3、4を用いて説明したように、表示装置300が備える光変調層80は、電場が生じていない状態で高い透明性を有している。また、図18に示したように、偏光方向が配向方向と同じ裏面からの入射光に対しても高い透過率を有していることから、複数枚の表示パネルを重ねても高い透明性と、クリアな表示を実現することができる。
Note that FIG. 19 shows a structure in which two
また、表示装置300では、表示セルCpqで散乱させる光の光源としてサイド光源341,342を用いる構成としたが、図15に示したような外部光源240を用いるとしてもよい。なお、ここでの外部光源240は、偏光していない光であるとする。外部光源240の場合も、サイド光源341,342と同様の光が表示パネル321,322から射出される。すなわち、対応する表示セルCpqに対応する電極に電圧が印加されたとき、表示セルCpqの光変調領域の液晶分子82は配向方向に揃って傾斜する。これにより、外部光源240から入射する入射光が散乱された散乱光もまた、配向方向に偏光した光として射出される。
なお、サイド光源341,342と、外部光源240とは同様に駆動できるので、表示装置300を外部光源240とサイド光源341,342とが混在する構成としてもよい。
In the
Note that since the side
このように、偏光した光を利用することにより、表示パネル321の表示セルCpqに、散乱と透過を同時に発生させることができる。すなわち、表示セルCpqに対応する電極に電圧を印加した状態において、光変調層80の表面あるいは裏面から入射する光の透過と散乱を入射する光の偏光面に応じて切り換えることができる。図2から15を用いて説明した散乱状態と透過状態の切り換えに加え、偏光光を用いた表示制御を行うことにより、表示バリエーションを豊富にすることができる。
以下では、配向を施し、電圧印加時の液晶分子の傾斜方位を揃えた表示パネルを有する実施形態について図20、21、22、23を用いて説明する。なお、サイド光源または外部光源の形態を有する光源の点灯と、表示セルCpqに対応する電極への電圧印加とが、同期駆動されることは以下に示す構成でも同様である。このため、以下の構成における同期駆動についての説明は省略する。
In this way, by using polarized light, scattering and transmission can be simultaneously generated in the display cell Cpq of the
In the following, an embodiment having a display panel in which alignment is performed and the tilt direction of liquid crystal molecules is aligned when a voltage is applied will be described with reference to FIGS. 20, 21, 22, and 23. Note that the lighting of the light source having the form of the side light source or the external light source and the voltage application to the electrode corresponding to the display cell Cpq are also driven synchronously in the configuration described below. For this reason, the description about the synchronous drive in the following structures is abbreviate | omitted.
[第6の実施形態]
次に、第6の実施形態について説明する。
第5の実施形態では、配向方向が同じ表示パネルを複数枚重ねる構成について示したが、第6の実施形態では表示パネルを1枚で構成する。第5の実施形態では、サイド光源341,342から入射する入射光を偏光されていない自然光としたが、第6の実施形態では、偏光光を入射する構成を有する。
図20は、第6の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。(A)は、プロジェクタ投影の場合を、(B)は、プロジェクタ非投影の場合を示している。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described.
In the fifth embodiment, a configuration in which a plurality of display panels having the same orientation direction are stacked is shown. However, in the sixth embodiment, a single display panel is configured. In the fifth embodiment, incident light incident from the side
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the configuration of the display device according to the sixth embodiment. (A) shows the case of projector projection, and (B) shows the case of projector non-projection.
表示装置400は、表示パネル420と、サイド光源440と、外部光源であるプロジェクタ光源441と、を有する。表示パネル420は、光変調層80を備え、配向方向428が図20の水平方向(X方向)となるように処理されている。サイド光源440は、表示パネル420の側面から所定の色の光を入射する。
The
プロジェクタ光源441は、外部から表示パネル420の光変調層80に対し光を入射する。サイド光源440から入射する色の光と合わせることにより、画像信号SRGBの画像を表示することができる。プロジェクタ光源441は、選択した偏光方向に偏光した光を射出することができる。図20の例では、水平方向の配向方向428と直交する方向に偏光するプロジェクタ光源入射光PL1と、配向方向428に平行な方向に偏光するプロジェクタ光源入射光PL3とを選択できるとする。
The projector light source 441 makes light incident on the
図20(A)は、プロジェクタ光源441から配向方向428と直交する方向に偏光するプロジェクタ光源入射光PL1を表示パネル420に入射した場合を示している。プロジェクタ光源入射光PL1が入射する表示パネル420の表示セルCpqは、電極に電圧が印加され、電場が生じている。表示セルCpqに対応する光変調層領域は、裏面から入射した光が、配向方向428に平行な偏光方向を持つ光であるときはこの光を透過させる。一方、配向方向と直交する方向に偏光方向を持つ光は、散乱する。プロジェクタ光源入射光PL1の偏光方向は配向方向と直交するので、光変調層領域において散乱される。この散乱光PL2が外部に射出され、観察者が視認可能となる。すなわち、プロジェクタ光源441から出射された光は、表示パネル420に投影される。
FIG. 20A shows a case where projector light source incident light PL1 polarized in a direction orthogonal to the
一方、図20(B)は、プロジェクタ光源441から配向方向428と平行な方向に偏光するプロジェクタ光源入射光PL3を表示パネル420に入射した場合を示している。プロジェクタ光源入射光PL3が入射する表示パネル420の表示セルCpqは、電極に電圧が印加され、電場が生じていることは、図20(A)の場合と同様である。表示セルCpqに対応する光変調層領域は、配向方向428と入射するプロジェクタ光源入射光PL3の偏光方向が平行であるので、この透過光PL4となり、光変調層領域を透過する。すなわち、プロジェクタ光源441から出射された光は、表示パネル420に投影されない。
On the other hand, FIG. 20B shows a case where projector light source incident light PL3 polarized in a direction parallel to the
このように、表示装置400は、表示パネル420の光変調層80が所定の配向方向に配向されて電極に電圧が印加されたときの液晶分子82の傾斜方位が揃うように形成されている。したがって、対象の表示セルCpqの電極に電圧が印加されている状態において、当該表示セルCpqに入射するプロジェクタ光源441の偏光方向を制御することにより、透過状態と表示状態とを切り替えることができる。図20の例では、プロジェクタ光源441からの入射光が配向方向と直交する場合、入射光は散乱して散乱光PL2となる。プロジェクタ光源441からの入射光が配向方向に平行であれば、入射光は表示セルCpqの光変調層領域を透過する。
As described above, the
[第7の実施形態]
次に、第7の実施形態について説明する。
第6の実施形態では、表示パネルが1枚でプロジェクタ光源を用いた構成について示したが、第7の実施形態では表示パネルが2枚の構成に光源としてプロジェクタ光源を用いた場合について説明する。図21は、第7の実施形態の表示装置の構成の一例を示した図である。なお、表示パネル521の面と、表示パネル522の面とが重なっていることは、第5の実施形態と同様である。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment will be described.
In the sixth embodiment, a configuration in which a single display panel is used and a projector light source is used has been described. In the seventh embodiment, a case in which a projector light source is used as a light source in a configuration having two display panels will be described. FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the configuration of the display device according to the seventh embodiment. Note that the surface of the display panel 521 and the surface of the
表示装置500は、表示パネル521と、サイド光源(R)541と、表示パネル522と、サイド光源(B)542と、プロジェクタ光源543と、を有する。
表示パネル521は、光変調層80を有し、配向方向528は、図21の水平方向(X方向)になる。サイド光源(R)541は、表示パネル521の側辺に配置される。
The
The display panel 521 includes the
表示パネル522は、光変調層80を有し、配向方向529は表示パネル521の配向方向528と直交する垂直方向(Y方向)になる。サイド光源(B)542は、表示パネル522の側辺であって、サイド光源(R)541とは直交する方向に配置される。
なお、偏光射出や光取出し効率の点で、サイド光源の長さ方向と配向方向が同じであることが好ましい。このため、サイド光源(B)542は、サイド光源(R)541と位置が異なる。
The
Note that the length direction and the orientation direction of the side light source are preferably the same in terms of polarized light emission and light extraction efficiency. For this reason, the side light source (B) 542 is different in position from the side light source (R) 541.
プロジェクタ光源543は、青色光Lb2と、緑色光Lg2とを表示パネル521に向けて射出する。図21の例では、プロジェクタ光源543から射出される青色光Lb2は図21の水平方向(X方向)に偏光する光であり、偏光方向は、表示パネル521の配向方向528と平行で、表示パネル522の配向方向529と直交する。緑色光Lg2は、垂直方向(Y方向)に偏光する光であり、偏光方向は、表示パネル521の配向方向528と直交し、表示パネル522の配向方向529と平行である。
The projector light source 543 emits blue light Lb2 and green light Lg2 toward the display panel 521. In the example of FIG. 21, the blue light Lb2 emitted from the projector light source 543 is light polarized in the horizontal direction (X direction) in FIG. 21, and the polarization direction is parallel to the
このような表示装置500の表示パネル521では、サイド光源(R)541から表示パネル521内に入射した光は、対応する表示セルC39aの電極に電圧が印加されると、そこで散乱され、赤色光Lr2を射出する。赤色光Lr2は、配向方向528と同じ方向に偏光している。プロジェクタ光源543から表示パネル521に向けて射出された緑色光Lg2は、偏光方向が配向方向528と直交しているので、対応する表示セルC26aの電極に電圧が印加されると、緑色光Lg2が散乱される。一方、青色光Lb2は、偏光方向が配向方向528と同じであるので、対応する表示セルC23aの電極に電圧が印加されていても表示セルC23aを透過し、表示パネル522に射出する。
In such a display panel 521 of the
表示パネル521を透過し、表示パネル522に入射した青色光Lb2は、偏光方向が表示パネル522の配向方向529と直交するため、表示パネル522において散乱される。
プロジェクタ光源543から射出される光の偏光方向に応じて、表示セルC26aのように上層の表示パネル521に表示させたり、表示セルC23a,C23bのように上層の表示パネル521を透過させ、下層の表示パネル522で表示させたりすることができる。
The blue light Lb <b> 2 that has passed through the display panel 521 and entered the
Depending on the polarization direction of the light emitted from the projector light source 543, the image is displayed on the upper display panel 521 like the display cell C26a, or is transmitted through the upper display panel 521 like the display cells C23a and C23b. It can be displayed on the
また、プロジェクタ光源543からの出射光の偏光方向を切り換え、青色光Lb2を上層の表示パネル521の配向方向と直交させ、緑色光Lg2を上層の表示パネル521の配向方向と平行にすれば、表示は逆になる。このように、上層の表示パネル521の配向方向528と、下層の表示パネル522の配向方向529とを直交させ、プロジェクタ光源543が発光する光の偏光方向を切り換えることにより、表示パネル521と、表示パネル522とで異なる画像を表示させることができる。プロジェクタ光源543から射出される光の偏光方向は、偏光方向を回転させる素子をプロジェクタ光源543と表示パネル521との間に配置することにより実現することができる。プロジェクタ光源543がこのような機能を有しているとしてもよい。
Further, if the polarization direction of the light emitted from the projector light source 543 is switched, the blue light Lb2 is orthogonal to the orientation direction of the upper display panel 521, and the green light Lg2 is parallel to the orientation direction of the upper display panel 521, the display is performed. Is reversed. In this manner, the
なお、図21の構成では、上層の表示パネル521の配向方向と、下層の表示パネル522の配向方向とを直交するように構成したが、上層と下層とで同じ配向方向とし、間に偏光面を変える層を配置することもできる。
In the configuration of FIG. 21, the orientation direction of the upper display panel 521 and the orientation direction of the
図22は、第7の実施形態の表示装置の第1の変形例を示した図である。図21と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
表示装置501は、表示パネル521と、表示パネル523とが、間にλ/2位相差板560を挟んで積層される構成を有する。表示パネル521の面と、表示パネル523の面とは、重なっている。
FIG. 22 is a diagram illustrating a first modification of the display device according to the seventh embodiment. The same components as those in FIG. 21 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The
表示パネル521、サイド光源(R)541及びプロジェクタ光源543は、図21と同様である。
表示パネル523は、配向方向530が表示パネル521の配向方向528と同じ水平方向(X方向)である点と、サイド光源(B)544の位置が異なる点で表示パネル522と異なる他は、表示パネル522と同様である。
The display panel 521, the side light source (R) 541, and the projector light source 543 are the same as those in FIG.
The
λ/2位相差板560は、表示パネル521と表示パネル523との間に配置され、透過する光の偏光面を変える。
このような構成の表示装置501において、プロジェクタ光源543から表示パネル521に向けて、偏光方向が表示パネル521の配向方向528と同じ青色光Lb3と、緑色光Lg3とが射出される場合について説明する。
The λ / 2 phase difference plate 560 is disposed between the display panel 521 and the
In the
青色光Lb3と緑色光Lg3の偏光方向と表示パネル521の配向方向528は同じであるので、青色光Lb3と緑色光Lg3とは、表示パネル521を透過し、λ/2位相差板560に入射する。青色光Lb3と緑色光Lg3とは、対応する表示セルC24a,C26aの電極に電圧が印加されていない状態であるときはもちろん、電圧が印加されている状態でも表示セルC24a,C26aを透過することができる。λ/2位相差板560を通過した青色光Lb3と緑色光Lg3の偏光面が変わり、表示パネル523の配向方向530に対して垂直方向の偏光面になる。表示パネル523では、対応する表示セルC24b,C26bの電極に電圧が印加されているときは、青色光Lb3と緑色光Lg3とが散乱される。
Since the polarization directions of the blue light Lb3 and the green light Lg3 are the same as the
図23は、図22の構成に偏光方向の異なるプロジェクタ光を入射した場合を示した図である。
青色光Lb4については、図22に示した青色光Lb3の場合と同様である。プロジェクタ光源543から射出された青色光Lb4は表示パネル521を透過し、λ/2位相差板560において偏光面が切り換えられた後、表示パネル523の表示セルC24bにおいて散乱する。
FIG. 23 is a diagram showing a case where projector light having a different polarization direction is incident on the configuration of FIG.
The blue light Lb4 is the same as that of the blue light Lb3 shown in FIG. The blue light Lb4 emitted from the projector light source 543 passes through the display panel 521, and after the polarization plane is switched in the λ / 2 phase difference plate 560, it is scattered in the display cell C24b of the
一方、緑色光Lg4は、図22とは異なり、偏光方向が表示パネル521の配向方向528に対して直交する。このため、緑色光Lg4は、表示パネル521の表示セルC26aにおいて散乱される。
これにより、表示パネル521では、プロジェクタ光源543の緑色光Lg4と、サイド光源(R)541の赤色光Lr4が対応する表示セルCpqで散乱され、観察者によって視認される。また、表示パネル523では、プロジェクタ光源543の青色光Lb4と、サイド光源(B)544の青色光が対応する表示セルCpqで散乱され、観察者によって視認される。
このように、表示パネル521と表示パネル523との間に、入射光の偏光面を切り換える層を設けることにより、表示パネル521と表示パネル523とで表示を切り換えることができる。
On the other hand, the green light Lg4 has a polarization direction orthogonal to the
Thereby, in the display panel 521, the green light Lg4 of the projector light source 543 and the red light Lr4 of the side light source (R) 541 are scattered by the corresponding display cells Cpq and are visually recognized by the observer. In the
In this manner, by providing a layer for switching the polarization plane of incident light between the display panel 521 and the
なお、上記の構成は一例であり、本発明はこれに限定されない。積層される表示パネルの枚数とその配向方向と、表示パネル間への入射光の偏光面を切り換える層の配置と、プロジェクタ光源の偏光方向等を組み合わせ、所望の表示を行うことが可能である。 In addition, said structure is an example and this invention is not limited to this. It is possible to perform desired display by combining the number of display panels to be stacked and their orientation directions, the arrangement of layers for switching the polarization plane of incident light between the display panels, the polarization direction of the projector light source, and the like.
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、表示装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ(HDD;Hard Disk Drive)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD(Compact Disc)−ROM、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the display device should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a magnetic storage device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory. Examples of the magnetic storage device include a hard disk drive (HDD), a flexible disk (FD), and a magnetic tape. Optical disks include DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM, CD (Compact Disc) -ROM, CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), and the like. Magneto-optical recording media include MO (Magneto-Optical disk).
When distributing the program, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)などの電子回路で実現することもできる。
The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. In addition, each time a program is transferred from a server computer connected via a network, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
In addition, at least a part of the above processing functions can be realized by an electronic circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PLD (Programmable Logic Device).
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 In the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. For example, those in which the person skilled in the art appropriately added, deleted, or changed the design of the above-described embodiments, or those in which the process was added, omitted, or changed the conditions are also included in the gist of the present invention. As long as it is provided, it is included in the scope of the present invention.
(1)開示される発明の一態様は、
離間して対向配置された一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有するとともに、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる複数の光変調素子を備える光変調層と、
前記光変調層の側面から前記光変調層に所定の色の光を入射する光源と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記光源から入射した入射光を透過し、前記電場が生じているときは前記入射光を散乱して前記透明基板に射出する、
表示装置である。
(1) One aspect of the disclosed invention is
A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
A light modulation layer that is disposed between the pair of transparent substrates, has a predetermined refractive index anisotropy, and includes a plurality of light modulation elements having different responsiveness to an electric field generated by electrodes provided on the transparent substrate;
A light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer;
Have
The light modulation layer transmits incident light incident from the light source when the electric field is not generated, and scatters the incident light when the electric field is generated and emits the incident light onto the transparent substrate.
It is a display device.
(2)開示される発明の一態様は、
前記一対の透明基板は、前記光変調層側と反対の外面側が開放されており、
前記光変調層は、当該光変調層に前記電場が生じていないときは、前記透明基板と前記光変調層とを貫通する貫通方向の光を透過する透過性を備え、前記一対の透明基板の一方の外面側から入射した光を前記貫通方向に透過させ、前記一対の透明基板の他方の外面側に射出する、
(1)記載の表示装置である。
(2) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The pair of transparent substrates, the outer surface side opposite to the light modulation layer side is open,
The light modulation layer has a transmission property of transmitting light in a penetrating direction that penetrates the transparent substrate and the light modulation layer when the electric field is not generated in the light modulation layer, and Transmitting light incident from one outer surface side in the penetrating direction and emitting the light to the other outer surface side of the pair of transparent substrates;
(1) The display device according to (1).
(3)開示される発明の一態様は、
前記電極は、表示領域を分割した分割領域を表示単位として、前記表示単位に前記電場を発生し、
前記光源は、それぞれ独立して動作して前記表示単位に異なる色の光を入射する複数の色光源を有し、
前記表示領域の色情報を取得し、前記色情報に基づいて前記表示単位ごとに、前記色情報に応じた前記色光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する駆動部を有する、
(1)または(2)に記載の表示装置である。
(3) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The electrode generates the electric field in the display unit, with a divided region obtained by dividing the display region as a display unit,
The light source has a plurality of color light sources that operate independently and inject different colors of light into the display unit,
A drive unit that acquires color information of the display area and drives the lighting of the color light source according to the color information and voltage application to the electrodes synchronously for each display unit based on the color information. ,
The display device according to (1) or (2).
(4)開示される発明の一態様は、
前記光源は、第1原色を発光する第1色光源と、第2原色を発光する第2色光源と、第3原色を発光する第3色光源と、を有し、
前記駆動部は、1画像表示フレームの期間に、前記表示単位ごとに、前記第1色光源を点灯して前記色情報に含まれる前記第1原色の色成分に応じた電圧を前記電極に印加し、前記第2色光源を点灯して前記色情報に含まれる前記第2原色の色成分に応じた電圧を前記電極に印加し、前記第3色光源を点灯して前記色情報に含まれる前記第3原色の色成分に応じた電圧を前記電極に印加する、
(3)に記載の表示装置である。
(4) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The light source includes a first color light source that emits a first primary color, a second color light source that emits a second primary color, and a third color light source that emits a third primary color,
The drive unit turns on the first color light source and applies a voltage corresponding to the color component of the first primary color included in the color information to the electrode for each display unit during a period of one image display frame. The second color light source is turned on, a voltage corresponding to the color component of the second primary color included in the color information is applied to the electrode, and the third color light source is turned on and included in the color information. A voltage corresponding to the color component of the third primary color is applied to the electrode;
The display device according to (3).
(5)開示される発明の一態様は、
前記駆動部は、前記色情報に含まれる色成分ごとに、
前記色成分に対応する前記色光源を点灯して前記光変調層の平面領域に前記色成分の光を入射するとともに、前記表示単位の電極への電圧印加を順次行う、
(3)または(4)に記載の表示装置である。
(5) One aspect of the disclosed invention is
For each color component included in the color information, the driving unit
The color light source corresponding to the color component is turned on and light of the color component is incident on a planar region of the light modulation layer, and voltage application to the display unit electrodes is sequentially performed.
(3) or (4).
(6)開示される発明の一態様は、
前記駆動部は、前記色光源の光が入射する入射方向に沿って並ぶ前記表示単位を含む表示単位群ごとに、
前記色情報に含まれる色成分に対応する前記色光源を点灯して前記光変調層の前記表示単位群の領域に前記色成分の光を入射するとともに、前記表示単位群に含まれる前記表示単位の電極への電圧印加を順次行う、
(3)または(4)に記載の表示装置である。
(6) One aspect of the disclosed invention is
For each display unit group including the display units arranged along the incident direction in which the light from the color light source is incident,
The color light source corresponding to the color component included in the color information is turned on so that the light of the color component is incident on the area of the display unit group of the light modulation layer, and the display unit included in the display unit group Sequentially apply voltage to the electrodes
(3) or (4).
(7)開示される発明の一態様は、
前記駆動部は、駆動対象である第1の表示単位群に隣接する第2の表示単位群に対応する前記光源を、前記第1の表示単位群と同じ色で点灯するか、または消灯する、
(6)に記載の表示装置である。
(7) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The drive unit turns on or turns off the light source corresponding to the second display unit group adjacent to the first display unit group to be driven in the same color as the first display unit group;
The display device according to (6).
(8)開示される発明の一態様は、
前記電極は、前記一対の透明基板の一方の透明基板の平面内の一方向に延在する帯状形状を有する複数の第1電極と、前記一対の透明基板の他方の透明基板の平面内の前記第1電極が延在する方向と交差する方向に延在する帯状形状を有する複数の第2電極と、を有し、前記第1電極と前記第2電極とが交差する部分に前記表示単位が形成され、
前記駆動部は、前記第1電極と前記第2電極とを順次駆動する単純マトリクス駆動制御を行う、
(3)乃至(7)のいずれかに記載の表示装置である。
(8) One aspect of the disclosed invention is
The electrodes include a plurality of first electrodes having a strip shape extending in one direction in the plane of one transparent substrate of the pair of transparent substrates, and the plane in the plane of the other transparent substrate of the pair of transparent substrates. A plurality of second electrodes having a strip shape extending in a direction intersecting with a direction in which the first electrode extends, and the display unit is provided at a portion where the first electrode and the second electrode intersect Formed,
The drive unit performs simple matrix drive control for sequentially driving the first electrode and the second electrode.
(3) The display device according to any one of (7).
(9)開示される発明の一態様は、
前記光源と前記光変調層との間に、前記光変調層に入射する前記光源の光の拡散を防止する入射光拡散防止部を備える、
(1)乃至(8)のいずれかに記載の表示装置である。
(9) One aspect of the disclosed invention is
Between the light source and the light modulation layer, an incident light diffusion prevention unit that prevents diffusion of the light of the light source incident on the light modulation layer is provided.
(1) It is a display device in any one of (8).
(10)開示される発明の一態様は、
前記透明基板に、前記光変調層内を進む前記光源の光の拡散を防止する層内光拡散防止部を備え、
前記層内光拡散防止部は、前記光変調層内に入射した前記光源の光の進む方向に沿って設けられる、
(1)乃至(9)のいずれかに記載の表示装置である。
(10) One aspect of the disclosed invention is
The transparent substrate includes an in-layer light diffusion prevention unit that prevents diffusion of light from the light source that travels in the light modulation layer.
The in-layer light diffusion preventing unit is provided along a traveling direction of light of the light source incident on the light modulation layer.
(1) It is a display device in any one of (9).
(11)開示される発明の一態様は、
前記一対の透明基板と、前記光変調層と、前記光源と、を有する第1の表示パネルと第2の表示パネルとを重ねてなり、
前記駆動部は、前記第1の表示パネルにおいて前記電極に順次電圧を印加する第1スキャンラインの位置と、前記第2の表示パネルにおいて駆動する前記電極に順次電圧を印加する第2スキャンラインの位置と、をずらして前記第1の表示パネルと、前記第2の表示パネルとを同期駆動する、
(3)乃至(9)のいずれかに記載の表示装置である。
(11) One aspect of the disclosed invention is
A first display panel and a second display panel having the pair of transparent substrates, the light modulation layer, and the light source,
The driving unit includes: a position of a first scan line that sequentially applies a voltage to the electrodes in the first display panel; and a second scan line that sequentially applies a voltage to the electrodes driven in the second display panel. The first display panel and the second display panel are driven synchronously while shifting the position.
(3) It is a display device in any one of (9).
(12)開示される発明の一態様は、
離間して対向配置された一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有するとともに、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる複数の光変調素子を備える光変調層と、
前記透明基板の外側から前記光変調層に所定の色の光を入射する外部光源と、
表示領域の色情報を取得し、前記色情報に基づいて、前記外部光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する駆動部と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記光源から入射した入射光を透過し、前記電場が生じているときは前記入射光を散乱して前記透明基板に射出する、
表示装置である。
(12) One aspect of the disclosed invention is as follows:
A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
A light modulation layer that is disposed between the pair of transparent substrates, has a predetermined refractive index anisotropy, and includes a plurality of light modulation elements having different responsiveness to an electric field generated by electrodes provided on the transparent substrate;
An external light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from the outside of the transparent substrate;
A drive unit that acquires color information of a display area, and based on the color information, synchronously drives lighting of the external light source and voltage application to the electrodes;
Have
The light modulation layer transmits incident light incident from the light source when the electric field is not generated, and scatters the incident light when the electric field is generated and emits the incident light onto the transparent substrate.
It is a display device.
(13)開示される発明の一態様は、
前記光変調層の側面から前記光変調層に所定の色の光を入射する光源を有し、
前記駆動部は、前記色情報に基づいて、前記外部光源の点灯と、前記光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する、
(12)に記載の表示装置である。
(13) One aspect of the disclosed invention is
A light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer;
The driving unit synchronously drives lighting of the external light source, lighting of the light source, and voltage application to the electrodes based on the color information.
(12) The display device according to (12).
(14)開示される発明の一態様は、
離間して対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有する第1光変調素子と第2光変調素子を備え、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する前記第2光変調素子の応答性が前記電場に対する前記第1光変調素子の応答性より相対的に高く形成されるとともに、前記電場に対する応答時の前記第2光変調素子の傾斜方位を揃えた光変調層と、をそれぞれ備えた第1の表示パネルと第2の表示パネルとが、前記第1の表示パネルの前記傾斜方位と、前記第2の表示パネルの前記傾斜方位を同じ方向にして重ねて配置されてなり、
前記第1の表示パネルと前記第2の表示パネルは、
前記電場が生じていないときは入射した入射光を透過し、
前記電場が生じているときは、前記傾斜方位と偏光方向が同じ前記入射光成分を透過し、前記傾斜方位と偏光方向が異なる前記入射光成分を散乱して前記傾斜方位に応じた方向に偏光した偏光光を前記透明基板に射出する、
表示装置である。
(14) One aspect of the disclosed invention is as follows:
A transparent substrate comprising a pair of transparent substrates disposed opposite to each other, and a first light modulation element and a second light modulation element disposed between the pair of transparent substrates and having a predetermined refractive index anisotropy, Responsiveness of the second light modulation element to the electric field generated by the electrode provided on the second electrode is formed to be relatively higher than the responsiveness of the first light modulation element to the electric field, and the second at the time of response to the electric field. A first display panel and a second display panel each having a light modulation layer in which the inclination directions of the light modulation elements are aligned, respectively, the inclination direction of the first display panel, and the second display panel Are arranged in the same direction as the tilt direction,
The first display panel and the second display panel are:
When the electric field is not generated, the incident light is transmitted,
When the electric field is generated, the incident light component having the same polarization direction and the same polarization direction is transmitted, and the incident light component having a different polarization direction and the polarization direction is scattered to be polarized in a direction according to the inclination direction. Emitting the polarized light to the transparent substrate,
It is a display device.
(15)開示される発明の一態様は、
前記第1の表示パネルは、前記光変調層の側面から前記光変調層に所定の色の光を入射する光源を有して前記第2の表示パネルの裏面に配置される、
(14)に記載の表示装置である。
(15) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The first display panel has a light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer, and is disposed on the back surface of the second display panel.
(14) The display device according to (14).
(16)開示される発明の一態様は、
前記第1の表示パネルと、前記第2の表示パネルとの間に、前記入射光の偏光面を変える位相差板を有する、
(14)または(15)に記載の表示装置である。
(16) One aspect of the disclosed invention is as follows:
Between the first display panel and the second display panel, there is a retardation plate that changes the polarization plane of the incident light.
(14) The display device according to (15).
(17)開示される発明の一態様は、
所定の偏光方向に偏光する偏光光を出力する外部光源を有し、
駆動部は、色情報に基づいて、前記外部光源の点灯と、前記光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する、
(14)乃至(16)のいずれかに記載の表示装置である。
(17) One aspect of the disclosed invention is
An external light source that outputs polarized light polarized in a predetermined polarization direction;
The driving unit synchronously drives lighting of the external light source, lighting of the light source, and voltage application to the electrodes based on color information.
(14) The display device according to any one of (16).
(18)開示される発明の一態様は、
前記外部光源と前記変調層との間に、前記外部光源から射出された光の偏光方向を回転させる素子を備えた、
(17)に記載の表示装置である。
(18) One aspect of the disclosed invention is as follows:
Between the external light source and the modulation layer, provided with an element for rotating the polarization direction of the light emitted from the external light source,
(17) The display device according to (17).
(19)開示される発明の一態様は、
離間して対向配置された一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有する第1光変調素子と第2光変調素子を備え、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する前記第2光変調素子の応答性が前記電場に対する前記第1光変調素子の応答性より相対的に高く形成されるとともに、前記電場に対する応答時の前記第2光変調素子の傾斜方位を揃えた光変調層と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記入射光を透過し、
前記電場が生じているときは、前記傾斜方位と偏光方向が同じ前記入射光成分を透過し、前記傾斜方位と偏光方向が異なる前記入射光成分を散乱して前記傾斜方位に応じた方向に偏光した偏光光を前記透明基板に射出する、
表示装置である。
(19) One aspect of the disclosed invention is as follows:
A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
The second light with respect to an electric field generated by an electrode provided on the transparent substrate, the first light modulation device and the second light modulation device having a predetermined refractive index anisotropy disposed between the pair of transparent substrates. A light modulation layer in which the response of the modulation element is formed to be relatively higher than the response of the first light modulation element to the electric field, and the tilt direction of the second light modulation element at the time of the response to the electric field is aligned; ,
Have
The light modulation layer transmits the incident light when the electric field is not generated,
When the electric field is generated, the incident light component having the same polarization direction and the same polarization direction is transmitted, and the incident light component having a different polarization direction and the polarization direction is scattered to be polarized in a direction according to the inclination direction. Emitting the polarized light to the transparent substrate,
It is a display device.
(20)開示される発明の一態様は、
前記光変調層は、高分子材料に液晶分子が分散された層である、
(1)乃至(19)に記載の表示装置である。
(20) One aspect of the disclosed invention is as follows:
The light modulation layer is a layer in which liquid crystal molecules are dispersed in a polymer material.
(1) It is a display apparatus as described in (19).
1・・・表示装置、 2,2a,2b・・・透明基板、 4・・・光変調層、 4a・・・第1光変調素子、 4b・・・第2光変調素子、 8・・・光源、 10・・・表示装置、 20・・・表示パネル、 22・・・下側透明基板、 23・・・上側透明基板、 24・・・導光パターン、 25・・・シリンドリカルパターン、 30・・・パネル駆動回路、 31・・・下側電極、 32・・・上側電極、 40・・・サイド光源、 41,42,43,44,45,46,47,48,49・・・光源ユニット、 50・・・光源駆動回路、 60・・・画像出力部、 70・・・同期駆動部、 71・・・タイミング生成部、 72・・・表示セル駆動信号生成部、 73・・・光源駆動信号生成部、 80・・・光変調層、 81・・・液晶性モノマー、 82・・・液晶分子、 240・・・外部光源、 250・・・外部光源駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有するとともに、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる複数の光変調素子を備える光変調層と、
前記光変調層の側面から前記光変調層に所定の色の光を入射する光源と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記光源から入射した入射光を透過し、前記電場が生じているときは前記入射光を散乱して前記透明基板に射出する、
表示装置。 A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
A light modulation layer that is disposed between the pair of transparent substrates, has a predetermined refractive index anisotropy, and includes a plurality of light modulation elements having different responsiveness to an electric field generated by electrodes provided on the transparent substrate;
A light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer;
Have
The light modulation layer transmits incident light incident from the light source when the electric field is not generated, and scatters the incident light when the electric field is generated and emits the incident light onto the transparent substrate.
Display device.
前記光変調層は、当該光変調層に前記電場が生じていないときは、前記透明基板と前記光変調層とを貫通する貫通方向の光を透過する透過性を備え、前記一対の透明基板の一方の外面側から入射した光を前記貫通方向に透過させ、前記一対の透明基板の他方の外面側に射出する、
請求項1に記載の表示装置。 The pair of transparent substrates, the outer surface side opposite to the light modulation layer side is open,
The light modulation layer has a transmission property of transmitting light in a penetrating direction that penetrates the transparent substrate and the light modulation layer when the electric field is not generated in the light modulation layer, and Transmitting light incident from one outer surface side in the penetrating direction and emitting the light to the other outer surface side of the pair of transparent substrates;
The display device according to claim 1.
前記光源は、それぞれ独立して動作して前記表示単位に異なる色の光を入射する複数の色光源を有し、
前記表示領域の色情報を取得し、前記色情報に基づいて前記表示単位ごとに、前記色情報に応じた前記色光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する駆動部を有する、
請求項1または2に記載の表示装置。 The electrode generates the electric field in the display unit, with a divided region obtained by dividing the display region as a display unit,
The light source has a plurality of color light sources that operate independently and inject different colors of light into the display unit,
A drive unit that acquires color information of the display area and drives the lighting of the color light source according to the color information and voltage application to the electrodes synchronously for each display unit based on the color information. ,
The display device according to claim 1.
前記色成分に対応する前記色光源を点灯して前記光変調層の平面領域に前記色成分の光を入射するとともに、前記表示単位の電極への電圧印加を順次行う、
請求項3に記載の表示装置。 For each color component included in the color information, the driving unit
The color light source corresponding to the color component is turned on and light of the color component is incident on a planar region of the light modulation layer, and voltage application to the display unit electrodes is sequentially performed.
The display device according to claim 3.
前記色情報に含まれる色成分に対応する前記色光源を点灯して前記光変調層の前記表示単位群の領域に前記色成分の光を入射するとともに、前記表示単位群に含まれる前記表示単位の電極への電圧印加を順次行う、
請求項3に記載の表示装置。 For each display unit group including the display units arranged along the incident direction in which the light from the color light source is incident,
The color light source corresponding to the color component included in the color information is turned on so that the light of the color component is incident on the area of the display unit group of the light modulation layer, and the display unit included in the display unit group Sequentially apply voltage to the electrodes
The display device according to claim 3.
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有するとともに、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する応答性が異なる複数の光変調素子を備える光変調層と、
前記透明基板の外側から前記光変調層に所定の色の光を入射する外部光源と、
表示領域の色情報を取得し、前記色情報に基づいて、前記外部光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する駆動部と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記光源から入射した入射光を透過し、前記電場が生じているときは前記入射光を散乱して前記透明基板に射出する、
表示装置。 A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
A light modulation layer that is disposed between the pair of transparent substrates, has a predetermined refractive index anisotropy, and includes a plurality of light modulation elements having different responsiveness to an electric field generated by electrodes provided on the transparent substrate;
An external light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from the outside of the transparent substrate;
A drive unit that acquires color information of a display area, and based on the color information, synchronously drives lighting of the external light source and voltage application to the electrodes;
Have
The light modulation layer transmits incident light incident from the light source when the electric field is not generated, and scatters the incident light when the electric field is generated and emits the incident light onto the transparent substrate.
Display device.
前記駆動部は、前記色情報に基づいて、前記外部光源の点灯と、前記光源の点灯と、前記電極への電圧印加とを同期駆動する、
請求項6に記載の表示装置。 A light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer;
The driving unit synchronously drives lighting of the external light source, lighting of the light source, and voltage application to the electrodes based on the color information.
The display device according to claim 6.
前記第1の表示パネルと前記第2の表示パネルは、
前記電場が生じていないときは入射した入射光を透過し、
前記電場が生じているときは、前記傾斜方位と偏光方向が同じ前記入射光成分を透過し、前記傾斜方位と偏光方向が異なる前記入射光成分を散乱して前記傾斜方位に応じた方向に偏光した偏光光を前記透明基板に射出する、
表示装置。 A transparent substrate comprising a pair of transparent substrates disposed opposite to each other, and a first light modulation element and a second light modulation element disposed between the pair of transparent substrates and having a predetermined refractive index anisotropy, Responsiveness of the second light modulation element to the electric field generated by the electrode provided on the second electrode is formed to be relatively higher than the responsiveness of the first light modulation element to the electric field, and the second at the time of response to the electric field. A first display panel and a second display panel each having a light modulation layer in which the inclination directions of the light modulation elements are aligned, respectively, the inclination direction of the first display panel, and the second display panel Are arranged in the same direction as the tilt direction,
The first display panel and the second display panel are:
When the electric field is not generated, the incident light is transmitted,
When the electric field is generated, the incident light component having the same polarization direction and the same polarization direction is transmitted, and the incident light component having a different polarization direction and the polarization direction is scattered to be polarized in a direction according to the inclination direction. Emitting the polarized light to the transparent substrate,
Display device.
請求項8に記載の表示装置。 The first display panel has a light source that makes light of a predetermined color incident on the light modulation layer from a side surface of the light modulation layer, and is disposed on the back surface of the second display panel.
The display device according to claim 8.
請求項8または9に記載の表示装置。 Between the first display panel and the second display panel, there is a retardation plate that changes the polarization plane of the incident light.
The display device according to claim 8 or 9.
前記一対の透明基板の間に配置され、所定の屈折率異方性を有する第1光変調素子と第2光変調素子を備え、前記透明基板に設けられた電極によって生じる電場に対する前記第2光変調素子の応答性が前記電場に対する前記第1光変調素子の応答性より相対的に高く形成されるとともに、前記電場に対する応答時の前記第2光変調素子の傾斜方位を揃えた光変調層と、
を有し、
前記光変調層は、前記電場が生じていないときは前記入射光を透過し、
前記電場が生じているときは、前記傾斜方位と偏光方向が同じ前記入射光成分を透過し、前記傾斜方位と偏光方向が異なる前記入射光成分を散乱して前記傾斜方位に応じた方向に偏光した偏光光を前記透明基板に射出する、
表示装置。 A pair of transparent substrates spaced apart and opposed to each other;
The second light with respect to an electric field generated by an electrode provided on the transparent substrate, the first light modulation device and the second light modulation device having a predetermined refractive index anisotropy disposed between the pair of transparent substrates. A light modulation layer in which the response of the modulation element is formed to be relatively higher than the response of the first light modulation element to the electric field, and the tilt direction of the second light modulation element at the time of the response to the electric field is aligned; ,
Have
The light modulation layer transmits the incident light when the electric field is not generated,
When the electric field is generated, the incident light component having the same polarization direction and the same polarization direction is transmitted, and the incident light component having a different polarization direction and the polarization direction is scattered to be polarized in a direction according to the inclination direction. Emitting the polarized light to the transparent substrate,
Display device.
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